[RU]

Биомассу (например, растительную биомассу, биомассу животных и биомассу бытовых отходов) или другие материалы обрабатывают для получения полезных промежуточных и конечных продуктов, таких как энергия, топливо, продукты или материалы. Например, описаны системы и способы, которые могут быть использованы для обработки сырьевых материалов, таких как целлюлозные и/или лигноцеллюлозные материалы, в камере, в которой стены и при необходимости потолок содержат отдельные блоки. Такие камеры имеют изменяемую конфигурацию.

(57) Реферат / Формула:

Биомассу (например, растительную биомассу, биомассу животных и биомассу бытовых отходов) или другие материалы обрабатывают для получения полезных промежуточных и конечных продуктов, таких как энергия, топливо, продукты или материалы. Например, описаны системы и способы, которые могут быть использованы для обработки сырьевых материалов, таких как целлюлозные и/или лигноцеллюлозные материалы, в камере, в которой стены и при необходимости потолок содержат отдельные блоки. Такие камеры имеют изменяемую конфигурацию.

---

ОБОЛОЧКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ С ИЗМЕНЯЕМОЙ КОНФИГУРАЦИЕЙ
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании следующих предварительных заявок на патент: США № 61/774,684, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,773, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,731, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,735, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,740, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,744, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,746, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,750, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,752, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,754, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,775, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,780, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,761, поданной 8 марта 2013 года; США № 61/774,723, поданной 8 марта 2013 года; и США № 61/793,336, поданной 15 марта 2013 года. Полное описание каждой из указанных предварительных заявок включено в настоящий документ посредством ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] На сегодняшний день доступно большое количество потенциального лигноцеллюлозного сырья, включающего, в частности, сельскохозяйственные отходы, древесную биомассу, бытовые отходы, масличные семена/жмых и морские водоросли. В настоящее время указанные материалы часто используют недостаточно, применяя их, например, в качестве корма для животных, биогумусных материалов, топлива для сжигания в установке для совместного производства тепловой и электрической энергии, или даже захоранивая на свалках.
[0003] Лигноцеллюлозная биомасса содержит кристаллические целлюлозные фибриллы, встроенные в гемицеллюлозную матрицу, окруженную лигнином. Это обеспечивает компактную матрицу, труднодоступную для ферментов и для других химических, биохимических и/или биологических процессов. Материалы целлюлозной биомассы (например, материал биомассы, из которого был удален лигнин) являются более доступными для ферментов и других процессов
превращения, но даже в этом случае природные целлюлозные материалы часто обеспечивают низкий выход (относительно теоретического выхода) при приведении в контакт с гидролизующими ферментами. Лигноцеллюлозная биомасса имеет даже большую сопротивляемость воздействию ферментов. Кроме того, каждый тип лигноцеллюлозной биомассы имеет свой собственный специфический состав целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] В целом, настоящие изобретения относятся к оболочкам для обработки материалов, таких как биомасса. Настоящие изобретения также относятся к оборудованию, способам и системам для вырабатывания продуктов из материалов, таких как материал биомассы. Увеличение производительности и безопасности и уменьшение затрат, связанных с обработкой биомассы, являются важными целями в усовершенствовании полезных и гибких процессов изготовления. В способах, включающих облучение, опасные факторы могут быть смягчены во время применения облучения в камере. Например, камера может быть выполнена с возможностью облегченной сборки и изменения конфигурации непрозрачных для излучения частей или блоков, таких как бетонные блоки достаточной толщины. В целом, способы, описанные в настоящей заявке, включают обработку трудно разлагаемой биомассы пучками электронов и, затем, биохимическую и химическую обработку материала с уменьшенной сопротивляемостью, например, для получения этанола, ксилита и других продуктов.
[0005] В одном аспекте настоящее изобретение относится к обрабатывающей материал (например, биомассу) установке, содержащей камеру со стенами, потолком и основанием. Внутри камеры может быть расположена /размещена система для перемещения материала (например, вибрационный транспортер), выполненная с возможностью перемещения материала (например, материала биомассы или углеводородсодержащего материала) через область излучения, например, под пучком электронов. При необходимости каждая из стен может содержать множество отдельных блоков, и при необходимости потолок также может содержать множество отдельных блоков. В некоторых случаях стены, потолок и основание содержат бетон, такой как бетон, выбранный из группы,
состоящей из обычного бетона, высокоплотного бетона, предварительно растянутого бетона, свинецсодержащего бетона, содержащего арматуру бетона и комбинаций вышеперечисленного.
[0006] Согласно некоторым вариантам реализации электронное облучающее устройство поддерживается потолком камеры. В некоторых случаях электронное облучающее устройство может иметь вес по меньшей мере 5 тонн (например, по меньшей мере 6 тонн, по меньшей мере 7 тонн, по меньшей мере 8 тонн, по меньшей мере 9 тонн, по меньшей мере 10 тонн, примерно между 5 тоннами и 20 тоннами).
[0007] Согласно некоторым вариантам реализации камера содержит дверь, которая по существу непрозрачна для излучения, например, выполнена из материалов, содержащих свинец и сталь. При необходимости дверь содержит стальную внутреннюю часть в контакте с передним и задним слоями, содержащими свинец.
[0008] В некоторых случаях камера имеет изменяемую конфигурацию. При необходимости стены содержат взаимозацепляющиеся блоки, и/или потолок содержит потолочные панели.
[0009] Согласно некоторым вариантам реализации стены камеры выполнены с возможностью поддерживания системы двутавровых балок. Система двутавровых балок может поддерживать потолок, например, потолочные панели или другие потолочные блоки.
[0010] Согласно некоторым вариантам реализации стены, потолок и основание имеют толщину по меньшей мере 4 фута (1,22 м) (например, по меньшей мере 5 футов (1,525 м), по меньшей мере 6 футов (1,83 м), между 5 и 10 футами (1,5253,05 м)). При необходимости установка содержит основание, содержащее бетонную плиту. При необходимости в установке использованы несколько плит.
[0011 ] Согласно некоторым вариантам реализации установка имеет отверстие для непрерывной доставки биомассы в камеру и на транспортер. При необходимости
установка также содержит отверстия для непрерывного замкнутого транспортера для непрерывного удаления биомассы с транспортера и из камеры.
[0012] В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу обработки материала (например, материала биомассы, углеводородсодержащего материала). Способ включает облучение материала пучком электронов в камере с основанием, стенами и потолком. При необходимости каждая из стен содержит множество отдельных блоков, и при необходимости потолок содержит множество отдельных блоков.
[0013] В некоторых случаях материал обрабатываемой биомассы является лигноцеллюлозным материалом в форме древесины или слоистого материала. В некоторых других случаях обрабатываемый материал выбран из группы, состоящей из древесины, прессованной древесины, древесных опилок, сельскохозяйственных отходов, сточных вод, силоса, трав, рисовой шелухи, жмыха, хлопка, джута, конопли, льна, бамбука, сизаля, абаки, соломы, стержней кукурузных початков, кукурузной соломы, проса прутьевидного, люцерны, сена, волокон кокоса, водорослей, морских водорослей и их смесей.
[0014] При необходимости камера имеет изменяемую конфигурацию. В некоторых случаях изменяют конфигурацию камеры после облучения биомассы, и затем вторую биомассу облучают в камере с измененной конфигурацией.
[0015] Согласно некоторым вариантам реализации стены камеры, используемой для обработки материала биомассы, содержат взаимозацепляющиеся бетонные блоки. При необходимости стены поддерживают систему двутавровых балок, и система двутавровых балок поддерживает потолок (например, отдельные потолочные панели или другие потолочные блоки), а также излучатель. В некоторых случаях стены, потолок и основание содержат бетон, и бетон может быть обычным бетоном, высокоплотным бетоном, предварительно растянутым бетоном, свинецсодержащим бетоном, содержащим арматуру бетоном и комбинациями вышеперечисленного.
[0016] Одно из преимуществ использования отдельных блоков для строительства конструкций, например, камер, используемых в способах, описанных в настоящей
заявке, состоит в том, что поврежденные блоки могут быть легко заменены. Другое преимущество состоит в том, что модернизация конструкции в соответствии с технологическими изменениями и изменениями в оборудовании может быть относительно упрощена. Вся конструкция или конструкции даже могут быть демонтированы и повторно собраны (например в другом месте). Таким образом, например, конструкции здания являются новыми конструкциями с изменяемой конфигурацией (например, отличающимися по форме и/или пропорциям) или подобными (например, по форме и пропорциям) конструкциями. Рециклирование материала в конце срока службы конструкций также может быть облегчено, и/или блоки могут быть проданы или повторно использованы в других случаях конструктивного применения. Кроме того, сохраняется стоимость недвижимого имущества, поскольку после разборки и удаления конструкций земля возвращается в свое исходное состояние.
[0017] Варианты реализации изобретения могут включать один или более из следующих суммарных признаков. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения выбранные признаки можно применять или использовать в любом порядке, тогда как согласно другим вариантам реализации изобретения применяют или используют конкретную выбранную последовательность. Отдельные признаки можно применять или использовать более одного раза в любой последовательности и даже непрерывно. Кроме того, всю последовательность или часть последовательности применяемых или используемых признаков можно применять или использовать один раз, неоднократно или непрерывно в любом порядке. Согласно некоторым возможным вариантам реализации изобретения указанные признаки можно применять или использовать с другими или, где это применимо, этими же, заданными или варьирующими, количественными или качественными параметрами, определяемыми специалистом в данной области техники. Например, параметры таких признаков, как размер, индивидуальные размеры (например, длина, ширина, высота), место, степень (например, в какой степени, например, степени сопротивляемости обработке), продолжительность, частота применения, плотность, концентрация, интенсивность и скорость, можно изменять или установить, где это применимо, как определяется специалистом в данной области техники.
[0018] Признаки, например, включают такие как: обрабатывающая установка, содержащая камеру, имеющую стены, потолок и основание; камера, в которой поддерживается внутреннее давление, отличающееся от номинального атмосферного давления; камера, в которой поддерживается внутреннее давление, которое ниже чем атмосферное давление; камера, в которой размещена система для перемещения, выполненная с возможностью перемещения биомассы под пучком электронов; камера, в которой стены содержат множество отдельных блоков; камера, в которой потолок содержит множество отдельных блоков; камера, которая имеет изменяемую конфигурацию; камера, в которой электронное облучающее устройство поддерживается потолком камеры и расположено с возможностью облучения биомассы, перемещаемой системой для перемещения; камера, в которой электронное облучающее устройство, имеющее вес по меньшей мере 5 тонн, поддерживается потолком камеры и расположено с возможностью облучения биомассы, перемещаемой системой для перемещения; камера, в которой электронное облучающее устройство, имеющее вес по меньшей мере 10 тонн, поддерживается потолком камеры и расположено с возможностью облучения биомассы, перемещаемой системой для перемещения; камера, в которой электронное облучающее устройство, имеющее вес примерно между 5 тоннами и 20 тоннами, поддерживается потолком камеры и расположено с возможностью облучения биомассы, перемещаемой системой для перемещения; камера, имеющая основание, которое содержит бетонную плиту; камера, в которой стены содержат взаимозацепляющиеся блоки; камера, в которой стены поддерживают систему двутавровых балок, и система двутавровых балок поддерживает потолочные панели; камера, в которой стены, потолок и основание имеют толщину по меньшей мере 4 фута (1,22 м); камера, в которой стены, потолок и основание имеют толщину по меньшей мере 5 футов (1,525м); камера, в которой стены, потолок и основание имеют толщину между примерно 5 футами (1,525 м) и примерно 10 футами (3,05 м); камера, в которой стены покрыты материалами, устойчивыми против коррозии; камера, в которой стены покрыты защитным покрытием из нержавеющей стали; камера, в которой стены содержат обычный бетон; камера, в которой стены содержат высокоплотный бетон; камера, в которой стены содержат предварительно растянутый бетон; камера, в которой стена содержит свинецсодержащий бетон; камера, в которой стены содержат содержащий арматуру бетон; камера, в которой потолок содержит обычный бетон;
камера, в которой потолок содержит высокоплотный бетон; камера, в которой потолок содержит предварительно растянутый бетон; камера, в которой потолок содержит свинецсодержащий бетон; камера, в которой потолок содержит содержащий арматуру бетон; камера, в которой основание содержит обычный бетон; камера, в которой основание содержит высокоплотный бетон; камера, в которой основание содержит предварительно растянутый бетон; камера, в которой основание содержит свинецсодержащий бетон; камера, в которой основание содержит содержащий арматуру бетон; камера, которая содержит по существу непрозрачную для излучения дверь; обрабатывающая установка, содержащая камеру и по существу непрозрачную для излучения дверь, ведущую в камеру; камера, содержащая по существу непрозрачную для излучения дверь, содержащую стальную внутреннюю часть в контакте с передним и задним слоем, содержащим свинец; камера, содержащая отверстие для непрерывной доставки биомассы в камеру и на транспортер, а также отверстия для непрерывного замкнутого транспортера для непрерывного удаления биомассы с транспортера и из камеры; облучение лигноцеллюлозной биомассы пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение лигноцеллюлозной биомассы пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру, изменение конфигурации камеры и облучение второго материала биомассы в перестроенной камере; облучение древесины пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение слоистого материала пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение прессованной древесины пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение древесных опилок пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение сельскохозяйственных отходов пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение сточных вод пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение силоса пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение трав пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение рисовой шелухи пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение жмыха пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение хлопка пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение джута пучком электронов в
обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение конопли пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение льна пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение бамбука пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение сизаля пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение абаки пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение соломы пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение стержней кукурузных початков пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение кукурузной соломы пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение проса прутьевидного пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение люцерны пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение сена пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение волокон кокоса пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение водорослей пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; облучение морских водорослей пучком электронов в обрабатывающей установке, которая содержит камеру; обрабатывающая установка, которая содержит камеру и расположенный в ней вибрационный транспортер для перемещения биомассы.
[0019] Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего ниже подробного описания и пунктов приложенной формулы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0020] На фиг. 1 показан перспективный вид камеры с непоказанными потолком, полом и передней стеной для демонстрации внутренней части.
[0021] На фиг. 2 показан вид сбоку камеры, показанной на фиг. 1, с добавленным потолком.
[0022] На фиг. 3 показан вид сверху камеры, показанной на фиг. 1.
[0023] На фиг. 4А показан перспективный вид камеры, показанной без внутренних компонентов; на фиг. 4В показан увеличенный подробный вид стены камеры; на фиг. 4С показан перспективный вид камеры с потолком и различными трубопроводами.
[0024] На фиг. 5А показано перспективное поэлементное изображение двух отдельных блоков, которые могут быть использованы для строительства камеры; и на фиг. 5В показан вид сверху блоков.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0025] При применении способов и систем, описанных в настоящей заявке, материалы, такие как целлюлозные и лигноцеллюлозные сырьевые материалы, например, которые могут быть получены из биомассы (например, биомассы растений, биомассы животных, бумаги и биомассы коммунально-бытовых отходов) и которые часто являются легко доступными, но обработка которых затруднена, могут быть преобразованы в пригодные для использования продукты (например, сахара, такие как ксилоза и глюкоза, и спирты, такие как этанол и бутанол). Также сюда включены способы и системы для обработки материалов, таких как биомасса, облучением в камере, выполненной из отдельных блоков.
[0026] В настоящей заявке в качестве примеров описаны процессы способы изготовления сахарных растворов и полученных из них продуктов. Эти способы при необходимости могут включать, например, механическую обработку целлюлозного и/или лигноцеллюлозного сырья. Перед такой обработкой и/или после нее сырье может быть подвергнуто другой физической обработке, например, облучению, паровому взрыву, пиролизу, обработке ультразвуком и/или окислению для уменьшения или дополнительного уменьшения его сопротивляемости. Сахарный раствор формируют осахариванием сырья, например, путём добавления одного или более ферментов. Продукт может быть произведен из сахарного раствора, например, путём ферментации в спирт. Дополнительная обработка может включать очистку раствора, например, дистилляцией. В случае необходимости этапы измерения содержания лигнина и задания или регулировки технологических параметров (например, дозы
облучения) на основании результатов этого измерения могут быть выполнены в различных этапах процесса, например, как описано в патенте США № 8,415,122 от 9 апреля 2013, который по ссылке полностью включен в настоящую заявку.
[0027] Поскольку этап, на котором уменьшают сопротивляемость материала, может быть высокоэнергетическим процессом, обработка может быть выполнена в камере для содержания энергии или продуктов, полученных для энергетического процесса. Например, камера может быть выполнена с возможностью содержания тепловой энергии, электрической энергии, лучистой энергии, энергии взрыва, газов и комбинаций вышеперечисленного.
[0028] Если способы обработки для уменьшения сопротивляемости включают облучение сырья, камера может быть выполнена из непрозрачных для излучения материалов. При неупругих столкновениях в биомассе при взаимодействии электронов из пучка электронов с веществом может происходить несколько процессов. Например, ионизация материала, расщепление цепи полимеров в материале, сшивание полимеров в материале, окисление материала, генерирование рентгеновского излучения ("тормозного излучения") и колебательного возбуждения молекул (например, генерирование фононов). Не будучи связанными с конкретным механизмом, уменьшение сопротивляемости обработке может быть обусловлено несколькими из указанных эффектов неупругого столкновения, например, ионизацией, расщеплением цепей полимеров, окислением и генерированием фононов. Некоторые из указанных эффектов (например, в частности, генерирование рентгеновского излучения), требуют экранирования и технических барьеров, например, заключение процессов облучения в бетонную камеру (или камеру из другого непрозрачного для излучения материала). Другой эффект облучения, колебательное возбуждение, эквивалентен нагреванию образца и может вызвать высвобождение летучих органических соединений (VOC). Кроме того, если облучение происходит в воздухе, возможна генерация озона. Таким образом, ограничение процесса облучения в камере также может смягчить нежелательный контакт с озоном и летучими органическими соединениями.
[0029] На фиг. 1 показан перспективный вид камеры для облучения материала (например, материала биомассы), показывающий некоторые аспекты конструкции.
Например, стены 110 содержат отдельные блоки, например, блоки 112. Стены установлены на бетонной плите 120. Камера содержит систему для перемещения биомассы с двумя транспортерами 130 и 140, которые в целом перпендикулярны друг другу. Транспортеры могут быть покрыты или могут быть закрытыми вибрационными транспортерами, и транспортер 130 может иметь поперечное выходное отверстие, ведущее к второму транспортеру 140. Транспортеры и/или любое другое оборудование могут быть установлены на рельсах 150 и 155. Рельсы уложены на бетонированном полу и могут проходить из камеры наружу или в другое строение (например, другую камеру). На чертеже показаны части облучающих устройств, например сканирующий раструб 160, вакуумный канал или затвор 165 и ускоритель 170 электронов. Облучающее устройство поддерживается потолком, который не показан на фиг. 1, но показан на фиг. 2. Камера имеет дверь 180, выполненную из непрозрачных для излучения материалов (например, свинца и стали). Камера также имеет другие отверстия, такие как отверстия для перемещения биомассы в камеры, например, посредством трубопроводов, выполненных как часть пневматического транспортера, соединенная с входными отверстиями 135 транспортера 130 и выходными отверстиями транспортера 140 (не показанными на этом чертеже). Также могут быть выполнены вентиляционные отверстия, например, для трубопровода 190. В прорезях, например, прорезях 192 и 194 в стенах могут быть размещены балки (например, двутавровые балки), выполненные с возможностью поддерживания потолка. В общем, системы выполнены таким образом, что отсутствуют любые просветы. Например, отверстия выполнены таким образом, что отсутствует прямой путь для любого излучения наружу. При необходимости устранение просветов может быть достигнуто путём применения отверстий, имеющих одно или большее количество искривлений пути, таких как один или большее количество изгибов пути с углом 90° для любых трубопроводов или каналов, ведущих в камеры или из камер. Отверстия или трубопроводы также могут быть облицованы или утолщены свинцом, например, в дополнение к изгибам указанных трубопроводов для улучшенного препятствования выходу любого излучения наружу. Для продления срока службы конструкций внутренние поверхности (например, бетонных блоков) могут быть облицованы или покрыты материалом устойчивым против коррозии, таким как нержавеющая сталь.
[0030] Камеры могут быть предназначены для содержания любых технологических газов, например, стены камер имеют уменьшенную пористость, снижающую их проницаемость для к любых газов. Пористость стен может быть уменьшена внедрением материалов в блоки. Например, бетон с пониженной проницаемостью в целом может быть достигнут путём замены портланд-цемента известково-шлаковым цементом в пропорции от 25% до 65%. Тонко измельченные твердые частицы (например, известь, силикаты и коллоидная окись кремния) могут быть добавлены в цемент при отливке блоков для уменьшения проницаемости блока для воды и газов за счет увеличении плотности или заполнения полостей. Некоторые кристаллические присадки реагируют с водой и цементируют частицы в бетоне для формирования гидросиликатов кальция и/или блокирующей поры осажденной фазы в имеющихся микротрещинах и капиллярах. Результирующие кристаллические осаждения, которые действуют аналогично формированию гидросиликатов кальция, становятся цельносвязанными с гидратированными пастами. Уменьшающие пористость добавки также могут включать гидрофобные водоотталкивающие химикаты на основе различных мыл и производных длинноцепочечных жирных кислот, растительных масел (солидола, материалов на основе сои и масел) и нефти (нефтепродуктов, парафинов и битумных эмульсий). Эти материалы являются наиболее пригодными для формирования слоя с водоотталкивающими свойствами на материале и могут быть использованы для применения в качестве наружных частей камеры для снижения влажности внутри камеры и препятствования коррозии в камере.
[0031] На фиг. 2 показан вид сбоку камеры, показанной на фиг. 1, с добавленным потолком. На фиг. 2 показаны бетонные потолочные плиты 210, которые поддерживаются решеткой, крестовиной или сетью из двутавровых балок (как показано на фиг. 4А). Ускоритель 170 электронов установлен на потолке за пределами камеры. Вакуумный канал из нержавеющей стали обеспечивает высоковакуумный путь для электронов, перемещающихся из ускорителя, расположенного за пределами камеры, к внутренней части камеры, и содержит трубу 165. Труба 165 проходит сквозь потолок и функционально соединена с ускорителем 170 и сканирующим раструбом 160.
[0032] На фиг. 3 показан вид сверху камеры, показанной на фиг. 1 и 2. Потолок не показан на чертеже для того, чтобы быть видны размещенные в камере
компоненты и стены. На чертеже хорошо видны отдельные блоки 112 стен. Как показано на чертеже, ускоритель 170 электронов электрически соединен посредством электропровода 330 с источником 335 энергии (например, обеспечивающим высокое напряжение для ускорителя). Рельсы 150 и 155 показаны проходящими из камеры.
[0033] На фиг. 4А показан перспективный вид камеры для облучения материала (например, материала биомассы). Данная камера подобна камере, показанной на фиг. 1-3, за исключением того, что данная камера имеет дополнительные двери (например, двери 180, расположенные с противоположных сторон камеры). На чертеже показано возможное расположение двутавровых балок, которые поддерживают потолок. Стены имеют прорези для вставки в них двутавровых балки. На фиг. 4В показан увеличенный подробный вид стены камеры, показанной на фиг. 4А. На фиг. 4В показана двутавровая балка 410, размещенная в прорези 430. Согласно данному варианту реализации стены могут иметь толщину 6 футов (1,83 м), двутавровые балки могут иметь поперечный размер 10x5 дюймов (25,4x12,7 см), потолочные плиты могут иметь толщину 4 фута (1,22 м), и наружный периметр камеры может иметь размер 34x34 кв. футов (10,4x10,4 кв. м). Для поддерживания излучателя и потолочных плит использованы двутавровые балки 440, 442, 444 и 446, образующие компактные квадраты размером 6x6 футов (1,83x1,83 м). С применением вышеуказанных размеров и конфигурации для камеры, показанной на фиг. 4А, метод анализа конечных элементов подтверждает, что такое расположение обеспечивает возможность надежной поддержки потолочных плит и 10-тонного излучателя.
[0034] На фиг. 4С показан перспективный вид камеры, показанной на фиг. 4А, с контурным изображением потолочных плит. На чертеже не показано облучающее устройство и другое оборудование, такое как трубы, для ясного изображения стенных блоков, бетонных плит и потолочных плит. На чертеже показано отверстие 450 для вакуумного канала (например, канала 165, как описано выше). Отверстие 470 может быть предназначено для вентиляционной системы, например, с дополнительными системами для снижения выбросов загрязнителей окружающей среды. Отверстие 460 может быть предназначено для трубопровода (например, может быть использовано в качестве входного отверстия, ведущего в камеру, для подачи биомассы), связанного с транспортером 130 посредством
входного отверстия 135. Отверстия 480 и 490 могут быть отверстиями для непрерывной системы замкнутого транспортера (например, пневматического транспортера), используемого для удаления биомассы после обработки.
[0035] На фиг. 5А показан перспективное поэлементное изображение двух отдельных блоков 112, которые могут быть использованы для построения стен камеры. Каждый из блоков имеет язычки и пазы, которые помогают совместить блоки во время сборки и поддерживать блоки выровненными после их встраивания в конструкцию. В показанном примере блоки имеют верхний язычок 530, боковой язычок 540 и боковой паз 550. Блоки также могут содержать петлю 560 для кранового крюка (например, выполненную из стали), которая облегчает подъем блока. На фиг. 5В показан вид сверху, изображающий те же самые элементы. Вид снизу блока 112 подобен виду сверху, за исключением того, что язычки 530 заменены соответствующими пазами (например, на виде снизу показано углубление в блоке вместо выступа).
[0036] В дополнение к блокам, показанным на фиг. 5, отдельные блоки могут иметь различные другие взаимозацепляющие формы. Например, их двухмерная проекция может быть выбрана из 17 групп трансляционной симметрии, или они могут представлять собой более случайное расположение взаимосвязанных блоков или комбинацию блоков. Язычок и паз могут быть заменены другими средствами для фиксации блоков на месте, например наружными крепежными элементами, связующими веществами, адгезивами, строительным раствором, шпонками (например, выполненными из арматурных стержней), взаимно дополняющими средствами для соединения, такими как паз и стяжка, соединения типа ласточкина хвоста и/или шиповые соединения. Некоторые из блоков могут быть специально механически обработаны или предназначены для конкретной цели, например, иметь вырезанные пазы, как описано выше, для поддерживания двутавровой балки, иметь прорезанные в них отверстия для размещения систем для перемещения (например, трубопроводов, транспортеров) и/или иметь подходящие крепежные элементы (например, шарниры, крюки, болты). Потолочные блоки аналогично могут иметь различные взаимозацепляющие формы.
[0037] Камеры, используемые для облучения материалов, предпочтительно выполнены из конструктивно прочных и непрозрачных для излучения материалов, например, могут быть использованы бетон, нержавеющая сталь, свинец, грунт и комбинации вышеперечисленного. Бетон, например, может быть обычным бетоном, бетоном высокой плотности, предварительно растянутым бетоном, свинецсодержащим бетоном, армированным бетоном и комбинациями вышеперечисленного. Например, толщина бетона, уменьшающая излучение вдвое, составляет примерно 2,4 дюйма (60,9 мм), так что при толщине 4 фута (1,22 м) излучение будет ослаблено до 1/1000000 исходной интенсивности. Для дозы 250 кГр, примененной внутри конструкции, результирующее излучение за пределами конструкции, с учетом F-фактор, равного 1,0, составит 0,25 микробэр, что значительно ниже пределов безопасности. Толщина камеры при необходимости может быть изменена. Например, толщина стенки может составлять по меньшей мере 2 фута (0,61 м) (например, по меньшей мере 3 фута (0,915 м), по меньшей мере 4 фута (1,22 м), по меньшей мере 5 футов (1,5 м), по меньшей мере 6 футов (1,83 м), примерно между 2 футами (0,61 м) и 12 футами (3,66 м), примерно между 4 футами (1,22 м) и 10 футами (3,05 м), примерно между 4 футами (1,22 м) и 8 футами (2,44 м)). В дополнение к стенам, полам и потолкам, камеры могут иметь двери, выполненные из непрозрачных для излучения материалов. Материалы могут быть многослойными, например, двери могут быть выполнены из слоя свинца толщиной 1 дюйм (25,4 мм) над слоем стали толщиной 6 дюймов (152,4 мм) над слоем свинца толщиной 1 дюйм (25,4 мм).
[0038] В отношении конструктивной прочности, камеры предпочтительно должны выдерживать обычные и необычные наружные воздействия. Например, камеры должны выдерживать входное сейсмическое воздействие силой по меньшей мере 6 баллов, цунами, ураганы, торнадо и наводнения.
[0039] Камеры могут быть размещены на бетонной плите. Поскольку вся конструкция, включая относящееся к ней оборудование, может иметь очень большой вес (например, больше чем 10 тонн, больше чем примерно 20 тонн, больше чем примерно 30 тонн, больше чем примерно 40 тонн, больше чем примерно 50 тонн, больше чем примерно 100 тонн, больше чем примерно 500 тонн), бетонная плита должна иметь толщину по меньшей мере 4 фута (1,22 м) (например, по меньшей мере 5 футов (1,6 м), по меньшей мере 6 футов (1,83 м),
между 4 футами (1,22 м) и 20 футами (6,1 м), примерно между 4 футами (1,22 м) и 10 футами (3,05 м)). Кроме того, бетонная плита может быть армирована металлическими стержнями (например, арматурными стержнями).
[0040] Стены могут быть выполнены из бетонных блоков, например, взаимозацепляющихся бетонных блоков. Например, бетон может содержать портланд-цемент, песок, воду, арматуру, свинец, строительные заполнители для бетона (например, дробленую породу, гравий, сталь, шлак, рециклированный бетон, геосинтетический заполнитель, крупный заполнитель, мелкий заполнитель) и комбинации вышеперечисленного. Предел прочности блоков на сжатие должен составлять примерно между 2500 и 6000 фунтами на кв. дюйм (17250-41400 кПа) (например, примерно между 3000 и 5000 фунтами на кв. дюйм (20700-34500 кПа), примерно между 3500 и 4500 фунтами на кв. дюйм (24150-31050 кПа), примерно между 4000 и 5000 фунтами на кв. дюйм (27600-34500 кПа)). Прочность блоков на изгиб может составлять примерно между 500 фунтами на кв. дюйм (3450 кПа) и 1500 фунтами на кв. дюйм (10350 кПа) (например, примерно между 500 и 1000 фунтов на кв. дюйм (3450-6900 кПа), примерно между 550 фунтами на кв. дюйм (3795 кПа) и 800 фунтами на кв. дюйм (5520 кПа)). Плотность может составлять по меньшей мере примерно 1500 кг/м3 (например, по меньшей мере примерно 2000 кг/м3, по меньшей мере примерно 2500 кг/м3, по меньшей мере примерно 3000 кг/м3, по меньшей мере примерно 3500 кг/м3, по меньшей мере примерно 4000 кг/м3, по меньшей мере примерно 4500 кг/м3, по меньшей мере примерно 5000 кг/м3 или, например, даже больше; по меньшей мере примерно 6000 кг/м3, по меньшей мере примерно 7000 кг/м3, по меньшей мере примерно 8000 кг/м3, по меньшей мере примерно 9000 кг/м3). Предпочтительно блоки выполнены с использованием бетона высокой плотности, например, который может содержать природные тяжелые заполнители, такие как бариты или магнетит, которые обычно придают бетону плотность примерно между 3500 кг/м3 и 4000 кг/м3 соответственно. Согласно некоторым вариантам реализации железо или свинец могут заменять по меньшей мере часть заполнителей, придающих бетону повышенную плотность, например, 5900 кг/м3 для железа или 8900 кг/м3 для свинца.
[0041] Объем каждого отдельного блока может составлять примерно между 6 куб. фут (0,17 м3) и 50 куб. фут (1,42 м3) (например примерно между 8-24 куб. фут
(0,23-0,68 м3)). Предпочтительно блоки в целом имеют прямоугольную форму и размеры, например, высоту примерно 2 фута (0,61 м), ширину 6 футов (1,83 м), глубину 2 фута (0,61 м); высоту 2 фута (0,61 м), ширину 5 футов (1,52 м), глубину 2 фута (0,61 м); высоту 2 фута (0,61 м), ширину 4 фута (1,22 м), глубину 2 фута (0,61 м); высоту 2 фута (0,61 м), ширину 3 фута (0,91 м), глубину 2 фута (0,61 м); высоту 2 фута (0,61 м), ширину 2 фута (0,61 м), глубину 2 фута (0,61 м). Блоки также могут иметь значительно увеличенные размеры, например, могут быть выполнены в форме панелей и/или плит большого объема (например, примерно между 50 и 200 куб. футами (1,42-5,66 м3)) и могут иметь, например, примерно высоту 10 футов (3,05 м), ширину 6 футов (1,83 м), глубину 2 фута (0,61 м); высоту 6 футов (1,83 м), ширину 6 футов (1,83 м), глубину 2 фута (0,61 м); высоту 4 фута (1,22 м), ширину 6 футов (1,83 м), глубину 2 фута (0,61 м). Например, может быть использована система модульных бетонных блоков MEGASHIELD(tm), изготовленная компанией Nelco (г. Берлингтон, штат Массачусетс).
[0042] Камеры могут быть построены или перестроены в любых пригодных формах. Например камеры могут иметь купольную форму, пирамидальную форму, четырёхугольную форму, воронкообразную форму, кубическую форму, форму треугольной призмы, форму прямоугольной призмы и комбинации вышеперечисленного. Некоторые из камер могут совместно иметь общие стены. Камеры при необходимости также могут быть расположены в массиве камер. После придания камере заданной формы, она может быть использована некоторое время и при необходимости затем может быть модифицирована (например, перестроена) путём добавления большего количества отдельных блоков и/или повторной сборки части отдельных блоков или всех отдельных блоков в другую конфигурацию. Например, камера, имеющая четырёхугольную форму, может быть перестроена в кубическую камеру.
[0043] Камеры могут быть частично или полностью погружены в грунт, почву, глину, песок и/или воду. Камеры могут быть построены с возможностью их перемещения из одного места в другое, например, в качестве части обрабатывающей биомассу установки, как описано в Патенте США № 8,318,453, который по ссылке полностью включен в настоящую заявку.
[0044] Ниже будут описаны некоторые подробности и варианты реализации способов, оборудования и систем для обработки сырья, которые могут быть использованы, например, с вариантами реализации, уже описанными выше, или в других вариантах реализации, описанных ниже.
ОБРАБОТКА ИЗЛУЧЕНИЕМ
[0045] Сырьевой материал можно обработать путем облучения для модифицирования его структуры для уменьшения сопротивляемости материала обработке. Такая обработка позволяет, например, понизить среднюю молекулярную массу исходного сырья, изменить кристаллическую структуру исходного сырья и/или увеличить площадь поверхности и/или пористость исходного сырья. Облучение можно осуществить с помощью, например, пучка электронов, ионного пучка, ультрафиолетового (УФ) излучения с длиной волны от 100 нм до 280 нм, гамма-излучения или рентгеновского излучения. Обработка облучением и системы для такой обработки описаны в патенте США 8,142,620 и в патентной заявке США № 12/417,731, полное описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0046] Каждая форма излучения ионизирует биомассу посредством конкретных взаимодействий, которые определяются энергией излучения. Тяжелые заряженные частицы в основном ионизируют вещества за счет кулоновского рассеяния; кроме того, указанные взаимодействия генерируют быстрые электроны, которые могут дополнительно ионизировать вещество. Альфа-частицы идентичны ядру атома гелия и образуются при альфа-распаде различных радиоактивных ядер, таких как изотопы висмута, полония, астата, радона, франция, радия, некоторых актинидов, таких как актиний, торий, уран, нептуний, кюрий, калифорний, америций и плутоний. Электроны взаимодействуют через кулоновское рассеяние и тормозное излучение, возникающее при изменении скорости электронов.
[0047] Частицы в случае их использования могут быть нейтральными (незаряженными), положительно заряженными или отрицательно заряженными. Будучи заряженными, заряженные частицы могут нести один положительный или отрицательный заряд или множество зарядов, например, один, два, три или даже
четыре или более зарядов. В тех случаях, когда необходимо расщепление цепей для изменения молекулярной структуры углеводсодержащего материала, предпочтительными могут быть положительно заряженные частицы, в том числе, благодаря их кислотной природе. При применении частиц указанные частицы могут иметь массу покоящегося электрона или больше, например, в 500, 1000, 1500 или 2000 или более раз больше массы покоящегося электрона. Например, частицы могут иметь массу от примерно 1 атомной единицы до примерно 150 атомных единиц, например, от примерно 1 атомной единицы до примерно 50 атомных единиц или от примерно 1 до примерно 25, например, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 12 или 15 атомных единиц.
[0048] Гамма облучение имеет преимущество, состоящее в значительной глубине проникновения в различные материалы в образце.
[0049] Согласно вариантам реализации изобретения, в которых облучение осуществляют посредством электромагнитного излучения, энергия на фотон (в электрон-вольтах) электромагнитного облучения может составлять, например, больше, чем 102 эВ, например, больше 103, 104, 105, 106 или даже больше 107 эВ. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения энергия на фотон электромагнитного излучения составляет от 104 до 107, например, от 105 до 106 эВ. Частота электромагнитного излучения может составлять, например, больше 1016 Гц, больше 1017 Гц, 1018, 1019, 1020 или даже больше 1021 Гц. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения частота электромагнитного облучения составляет от 1018 до 1022 Гц, например, от 1019до 1021 Гц.
[0050] Бомбардировку электронами можно осуществить с помощью электроннолучевого устройства, номинальная энергия которого составляет менее 10 МэВ, например, менее 7 МэВ, менее 5 МэВ или менее 2 МэВ, например, от примерно 0,5 до 1,5 МэВ, от примерно 0,8 до 1,8 МэВ или от примерно 0,7 до 1 МэВ. Согласно другим вариантам реализации изобретения номинальная энергия составляет от примерно 500 до 800 кэВ.
[0051] Пучок электронов может иметь сравнительно высокую суммарную мощность (объединенную мощность пучка всех ускоряющих головок, или, при применении множества ускорителей, всех ускорителей и всех головок), например,
по меньшей мере 25 кВт, например, по меньшей мере 30, 40, 50, 60, 65, 70, 80, 100, 125 или 150 кВт. В некоторых случаях мощность даже составляет 500 кВт, 750 кВт или даже 1000 кВт или более. В некоторых случаях мощность пучка электронов составляет 1200 кВт или более, например, 1400, 1600, 1800 или даже 3000 кВт.
[0052] Такую высокую суммарную мощность пучка обычно достигают путем применения множества ускоряющих головок. Например, электроннолучевое устройство может включать две, четыре или более ускоряющих головки. Применение множества головок, каждая из которых имеет сравнительно низкую мощность пучка, предотвращает чрезмерное повышение температуры материала, предотвращая, тем самым, горение материала, и также увеличивает однородность дозы, проходящей через толщину слоя материала.
[0053] В целом, предпочтительно, что слой материала биомассы имеет сравнительно равномерную толщину. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения толщина составляет меньше примерно 1 дюйма (2,54 см) (например, меньше примерно 0,75 дюйма (1,905 см), меньше примерно 0,5 дюйма (1,27 см), меньше примерно 0,25 дюйма (0,635 см), меньше примерно 0,1 дюйма (0,254 см), от примерно 0,1 (0,254 см) до 1 дюйма (2,54 см), от примерно 0,2 (0,508 см) до 0,3 дюйма (0,762 см)).
[0054] Желательно обрабатывать материал как можно быстрее. В целом, предпочтительно, когда обработку можно выполнить при мощности дозы излучения большей, чем примерно 0,25 Мрад на сек, например, больше примерно 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 5, 7, 10, 12, 15 или даже больше примерно 20 Мрад на сек, например, от примерно 0,25 до 2 Мрад на сек. Более высокие мощности дозы позволяют обеспечить более высокую пропускную способность заданной (например, требуемой) дозы. Более высокие мощности дозы в целом требуют более высокие линейные скорости для избегания термического разложения материала. Согласно одному из вариантов реализации изобретения ускоритель устанавливают на 3 МэВ, ток пучка 50 мА и линейная скорость составляет 24 футов/минуту (731,52 см/минуту), для толщины образца примерно 20 мм (например, измельченного материала из стержня кукурузного початка с объемной плотностью 0,5 г/см3).
[0055] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения бомбардировку электронами осуществляют до получения материалом суммарной дозы по меньшей мере 0,1 Мрад, 0,25 Мрад, 1 Мрад, 5 Мрад, например, по меньшей мере 10, 20, 30 или по меньшей мере 40 Мрад. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения обработку осуществляют до получения материалом дозы от примерно 10 Мрад до примерно 50 Мрад, например, от примерно 20 Мрад до примерно 40 Мрад или от примерно 25 Мрад до примерно 30 Мрад. Согласно другим вариантам реализации изобретения предпочтительной является суммарная доза от 25 до 35 Мрад, применяемая в идеале на протяжении пары циклов, например, при 5 Мрад/цикл, при этом каждый цикл продолжается в течение примерно одной секунды. Способы, системы и оборудование для охлаждения можно использовать перед, во время, после и между циклами облучения, например, путем применения охлаждающего винтового транспортера и/или охлаждаемого вибрационного транспортера.
[0056] Используя множества головок, как описано выше, материал можно обработать за множество циклов, например, за два цикла при дозе от 10 до 20 Мрад/цикл, например, от 12 до 18 Мрад/цикл, разделенных несколькими секундами охлаждения, или за три цикла при дозе от 7 до 12 Мрад/цикл, например, от 5 до 20 Мрад/цикл, от 10 до 40 Мрад/цикл, от 9 до 11 Мрад/цикл. Как описано в настоящей заявке, обработка материала с помощью нескольких сравнительно низких доз обычно лучше, чем одна высокая доза, предотвращает перегревание материала и также повышает однородность дозы, проходящей через толщину материала. Согласно другим вариантам реализации изобретения материал перемешивают или иным образом смешивают во время или после каждого цикла и затем перед следующим циклом опять выравнивают с получением равномерного слоя для дополнительного повышения однородности при обработке.
[0057] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения электроны ускоряются, например, до скорости больше чем 75 процентов относительно скорости света, например, больше чем 85, 90, 95 или 99 процентов относительно скорости света.
[0058] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения любую обработку, описанную в настоящей заявке, проводят с применением лигноцеллюлозного материала, который остается сухим, как при покупке, или который был высушен, например, с помощью тепла и/или пониженного давления. Например, согласно некоторым вариантам реализации изобретения целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал содержит менее примерно 25 % масс, удерживаемой воды, измеренной при 25°С и при относительной влажности пятьдесят процентов (например, менее примерно 20 % масс, менее примерно 15 % масс, менее примерно 14 % масс, менее примерно 13 % масс, менее примерно 12 % масс, менее примерно 10 % масс, менее примерно 9 % масс, менее примерно 8 % масс, менее примерно 7 % масс, менее примерно 6 % масс, менее примерно 5 % масс, менее примерно 4 % масс, менее примерно 3 % масс, менее примерно 2 % масс, менее примерно 1 % масс, или менее примерно 0,5 % масс.
[0059] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения можно применять два или более ионизирующих источников, таких как два или более источника электронов. Например, пробы можно обработать, в любом порядке, с помощью пучка электронов, с последующим гамма-облучением и УФ облучением с длинами волн от примерно 100 нм до примерно 280 ни. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения пробы обрабатывают с помощью трех источников ионизирующего облучения, таких как пучок электронов, гамма-облучение и УФ облучение с высокой энергией. Биомассу перемещают через зону обработки, где ее можно подвергнуть бомбардировке электронами.
[0060] Может быть предпочтительным повторить обработку для более основательного уменьшения сопротивляемости биомассы обработке и/или дополнительного модифицирования биомассы. В частности, технологические параметры можно отрегулировать после первого (например, второго, третьего, четвертого или более) цикла в зависимости от сопротивляемости материала обработке. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения можно использовать транспортер, который содержит круговую систему, в которой биомассу множество раз перемещают через различные процессы, описанные выше. Согласно некоторым другим вариантам реализации изобретения для многократной обработки биомассы (например, 2, 3, 4 или более раз) применяют
множество обрабатывающих устройств (например, электронно-лучевые генераторы). Согласно другим вариантам реализации изобретения единственный электронно-лучевой генератор может быть источником множества пучков (например, 2, 3, 4 или более пучков), которые можно использовать для обработки биомассы.
[0061] Эффективность при изменении молекулярной/супермолекулярной структуры и/или уменьшении сопротивляемости углеводсодержащей биомассы обработке зависит от применяемой энергии электронов и получаемой дозы, при этом время воздействия зависит от мощности и дозы. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения мощность дозы и суммарную дозу регулируют таким образом, чтобы не разрушить (например, не обуглить или не сжечь) материал биомассы. Например, углеводы не должны быть повреждены при обработке, чтобы они могли высвобождаться из биомассы неповрежденными, например, в виде мономерных Сахаров.
[0062] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения обработку (с применением любого источника электронов или комбинации источников) осуществляют до получения материалом дозы, составляющей по меньшей мере примерно 0,05 Мрад, например, по меньшей мере примерно 0,1; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100; 125; 150; 175 или 200 Мрад. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения обработку осуществляют до получения материалом дозы, составляющей от 0,1 до 100 Мрад, от 1 до 200 Мрад, от 5 до 200 Мрад, от 10 до 200 Мрад, от 5 до 150 Мрад, от 50 до 150 Мрад, от 5 до 100 Мрад, от 5 до 50 Мрад, от 5 до 40 Мрад, от 10 до 50 Мрад, от 10 до 75 Мрад, от 15 до 50 Мрад, от 20 до 35 Мрад.
[0063] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения используют сравнительно низкие дозы облучения, например, для увеличения молекулярной массы целлюлозного или лигноцеллюлозного материала (с применением любого источника излучения или комбинации источников, описанных в настоящей заявке). Например, дозу по меньшей мере примерно 0,05 Мрад, например, по меньшей мере примерно 0,1 Мрад или по меньшей мере примерно 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 или по меньшей мере примерно 5,0 Мрад. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения облучение осуществляют до тех
пор, пока материал не получит дозу от 0,1 Мрад до 2,0 Мрад, например, от 0,5 Мрад до 4,0 Мрад или от 1,0 Мрад до 3,0 Мрад.
[0064] Также может быть желательным осуществлять обручение из множества направлений, одновременно или последовательно, для обеспечения требуемой степени проникновения излучения в материал. Например, в зависимости от плотности и влагосодержания материала, такого как древесина, и типа применяемого источника излучения (например, гамма-излучение или пучок электронов), максимальное проникновение излучения в материал может составлять только примерно 0,75 дюйма (примерно 1,9 см). В таких случаях, более толстую секцию (до 1,5 дюймов (примерно 3,8 см)) можно подвергнуть облучению посредством первого облучения материала с одной стороны и затем перевернуть материал и облучать с другой стороны. Облучение из множества направлений может быть особенно полезным при применении облучения пучком электронов, при котором облучение происходит быстрее, чем гамма-облучение, но которое обычно не обеспечивает такой большой глубины проникновения.
НЕПРОЗРАЧНЫЕ ДЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛЫ
[0065] Как описано выше, настоящее изобретение может включать обработку материала в камере и/или бункере, сконструированном с применением непрозрачных для излучения материалов. Согласно другим вариантам реализации изобретения непрозрачные для излучения материалы выбраны таким образом, чтобы иметь возможность защитить компоненты от рентгеновского излучения с высокой энергией (коротковолнового), которое может проникать через многие материалы. Одним из важных факторов при конструировании оболочки, экранирующей излучение, является длина затухания применяемых материалов, которая будет определять требуемую толщину конкретного материала, смеси материалов или слоистой структуры. Длина затухания представляет собой глубину проникновения, при которой излучение уменьшается в приблизительно 1/е (е = Число Эйлера) раз относительно падающего излучения. Хотя фактически все материалы непрозрачны для облучения при достаточной толщине, материалы с высоким процентным содержанием (например, плотностью) элементов, имеющих высокое значение Z (атомное число), имеют более короткую длину затухания излучения и, таким образом, при применении таких материалов, можно
использовать более тонкий и более легкий экранирующий кожух. Примерами материалов с высоким значением Z, применяемых при радиационной защите, являются тантал и свинец. Другим важным параметром при радиационной защите является половина расстояния, представляющая собой толщину конкретного материала, которая будет уменьшать интенсивность гамма-лучей на 50%. В качестве примера, для рентгеновского излучения с энергией 0,1 МэВ половина толщины составляет примерно 15,1 мм для бетона, примерно 2,7 мм для свинца, тогда как при энергии рентгеновского излучения 1 МэВ половина толщины для бетона составляет примерно 44,45 мм и для свинца составляет примерно 7,9 мм. Непрозрачные для излучения материалы могут представлять собой материалы, которые являются толстыми или тонкими при условии, что они могут уменьшать излучение, проходящее через них по направлению к другой стороне материала. Таким образом, если необходимо, чтобы конкретная оболочка имела низкую толщину стенки, например, для обеспечения небольшого веса или вследствие ограничения размеров, выбранный материал должен иметь достаточное значение Z и/или такую длину затухания, чтобы половина его длины была меньше или равна требуемой толщине стенки оболочки.
[0066] В некоторых случаях, непрозрачный для излучения материал может представлять собой слоистый материал, например, содержащий слой из материала с более высоким значением Z для обеспечения эффективного экранирования и слой из материала с более низким значением Z для обеспечения других свойств (например, конструктивной целостности, прочности при ударе и т.д.). В некоторых случаях слоистый материал может представлять собой ламинат "подобранный согласно значению Z", например, в том числе ламинат, в котором слои обеспечивают градиент Z в диапазоне от последовательно расположенных элементов с высоким значением Z до элементов с более низким значением Z. Как описано выше, в некоторых случаях непрозрачные для излучения материалы могут представлять собой перекрывающиеся блоки, например, свинцовые и/или бетонные блоки может поставить компания NELCO Worldwide (Берлингтон, Массачусетс), и можно использовать камеры с изменяемой конфигурацией. Например, блоки могут иметь конструкцию сухого соединения, обеспечивающую возможность изменения конфигурации и модульной сборки. Например, некоторые материалы, которые могут быть использованы, включают модульные бетонные блоки марки MEGASHIELED(tm) MODULAR BLOCK, свинцовый кирпич урановой
радиоактивной серии. Например, непрозрачными для излучения материалами могут быть материалы с высокой плотностью, имеющие плотность больше чем примерно 100 фунт/куб. фут (1601,8 кг/м3), больше чем примерно 200 фунт/куб. фут (3203,7 кг/м3) или больше чем примерно 300 фунт/куб. фут (4505,5 кг/м3). Например, бетонные блоки, изготовленные компанией NELCO (г. Берлингтон, штат Массачусетс), имеют плотность примерно 147 фунт/куб. фут (2354,7 кг/м3), 250 фунт/куб. фут (4004,6кг/м3), 288 фунт/куб. фут (4613,3 кг/м3) и 300 фунт/куб. фут (4505,5 кг/м3). Указанные материалы могут быть использованы для создания полностью новой конструкции или усовершенствования существующих установок.
[0067] Непрозрачный для излучения материал может уменьшать излучение, проходящее через структуру (например, стенку, дверь, потолок, оболочка, ряд указанных структур или их комбинаций), изготовленную из указанного материала, на по меньшей мере примерно 10%, (например, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, по меньшей мере примерно 95%, по меньшей мере примерно 96%, по меньшей мере примерно 97%, по меньшей мере примерно 98%, по меньшей мере примерно 99%, по меньшей мере примерно 99,9%, по меньшей мере примерно 99,99%, по меньшей мере примерно 99,999%) по сравнению с падающим излучением. Следовательно, оболочка, выполненная из непрозрачного для излучения материала, может уменьшать воздействие на оборудование/систему/компоненты на такую же величину. Непрозрачные для излучения материалы могут включать нержавеющую сталь, металлы со значениями Z выше 25 (например, свинец, железо), бетон, пустую породу, песок и их комбинации. Непрозрачные для излучения материалы могут включать барьерный слой в направлении падающего излучения, составляющий по меньшей мере примерно 1 мм (например, 5 мм, 10 мм, 5 см, 10 см, 100 см, 1 ми даже по меньшей мере примерно 10 м).
ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
[0068] Тип излучения определяет виды применяемых источников излучения, а также излучающих устройств и вспомогательного оборудования. Способы,
системы и оборудование, описанные в настоящей заявке, например, для обработки материалов посредством излучения, могут использовать источники, описанные в настоящей заявке, а также любой другой подходящий источник.
[0069] Источники гамма-излучения включают радиоактивные ядра, так как изотопы кобальта, кальция, технеция, хрома, галлия, индия, йода, железа, криптона, самария, селена, натрия, таллия и ксенона.
[0070] Источники рентгеновского излучения включают столкновение пучка электронов с металлическими мишенями, такими как вольфрам или молибден, или сплавы, или компактные источники света, такие как источники, коммерчески производимые компанией Lyncean.
[0071] Альфа-частицы идентичны ядру атома гелия и образуются при альфа-распаде различных радиоактивных ядер, таких как изотопы висмута, полония, астата, радона, франция, радия, некоторых актиноидов, таких как актиний, торий, уран, нептуний, кюрий, калифорний, америций и плутоний.
[0072] Источники ультрафиолетового излучения включают дейтериевые или кадмиевые лампы.
[0073] Источники инфракрасного излучения включают керамические лампы с сапфировыми, цинковыми или селенидными диафрагмами.
[0074] Источники микроволн включают клистроны, радиочастотные источники типа Slevin или источники с атомными пучками, в которые применяют газообразные водород, кислород или азот.
[0075] Ускорители, применяемые для ускорения частиц (например, электроны или ионы), могут быть постоянного тока (например, электростатическими постоянного тока или электродинамическими постоянного тока), радиочастотными линейными, магнитоиндукционными линейными или непрерывного излучения. Например, в способах, описанных в настоящем документе, можно использовать различные устройства облучения, в том числе источники ионизации электрическим полем, электростатические ионные сепараторы, генераторы ионизации электрическим
полем, источники термоэлектронной эмиссии, источники ионов со сверхвысокочастотным разрядом, рециркуляционные или статические ускорители, динамические линейные ускорители, ускорители Ван-де-Граафа, ускорители марки Cockroft Walton (например, ускорители ПЕЛЛЕТРОН (PELLETRON(r))), LINACS, Dynamitrons (например, ускорители ДИНАМИТРОН (DYNAMITRON(r))), циклотроны, синхротроны, бетатроны, ускорители трансформаторного типа, микротроны, плазменные генераторы, каскадные ускорители и складчатые тандемные ускорители. Например, в компании IBA, Бельгия можно приобрести ускорители циклотронного типа, такие как система РОДОТРОН (RHODOTRON(r)), при этом в компании RDI, теперь IBA Industrial, можно приобрести ускорители постоянного тока, такие как ДИНАМИТРОН (DYNAMITRON(r)). Другие подходящие системы ускорителей включают, например: системы типа трансформатора постоянного тока с изолированной магнитной сеткой (ICT), которые можно приобрести в компании Nissin High Voltage, Япония; ускорители S-band LINAC, которые можно приобрести в компании L3-PSD (США), ускорители Linac Systems (Франция), Mevex (Канада) и Mitsubishi Heavy Industries (Япония); ускорители L-band LINAC, которые можно приобрести в компании lotron Industries (Канада); и ускорители на основе ИЛУ, которые можно приобрести в компании Лаборатории Будкера (Россия). Ионы и ионные ускорители рассмотрены публикациях Introductory Nuclear Physics, Kenneth S. Krane, John Wiley & Sons, Inc. (1988), Krsto Prelec, FIZIKA В 6 (1997) 4, 177-206, Chu, William Т., "Overview of Light-Ion Beam Therapy" Columbus-Ohio, ICRU-IAEA Meeting, 18-20 марта 2006 года, Iwata, Y. и др., "Altemating-Phase-Focused IH-DTL for Heavy-Ion Medical Accelerators" Proceedings of EPAC 2006, Эдинбург, Шотландии) и Leaner, СМ. и др., "Status of the Superconducting ECR Ion Heavy Venus" Proceedings of EPAC 2000, Вена, Австрия. Некоторые ускорители частиц и их применение описаны, например Medoff в патенте США № 7,931,784, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0076] Электроны можно получить с помощью радиоактивных ядер, которые подвергаются бета-распаду, таких как изотопы йода, цезия, технеция и иридия. Альтернативно, в качестве источника электронов можно использовать электронную пушку благодаря ее термоэлектронной эмиссии и ускорять за счет ускоряющего потенциала. Электронная пушка генерирует электроны, которые затем ускоряются за счет большой разницы потенциалов (например, больше
примерно 500 тысяч, больше примерно 1 миллиона, больше примерно 2 миллионов, больше примерно 5 миллионов, больше примерно 6 миллионов, больше примерно 7 миллионов, больше примерно 8 миллионов, больше примерно 9 миллионов или даже больше 10 миллионов вольт) и затем их сканируют магнитным способом в плоскости X-Y, где электроны сначала ускоряются в направлении Z вниз по трубе ускорителя и выделяются через диафрагму из фольги. Сканирование пучков электронов можно использовать для увеличения поверхности облучения при облучении материалов, например, биомассы, перемещаемой через сканирующий пучок. Сканирование пучков электронов также позволяет равномерно распределить тепловую нагрузку на диафрагме и помогает уменьшить разрушение диафрагмы из фольги вследствие местного нагревания под действием пучка электронов. Разрушение диафрагмы из фольги является причиной значительного времени простоя из-за последующих необходимых ремонтных работ и повторного запуска электронной пушки.
[0077] В способах, описанных в настоящей заявке, можно использовать различные другие устройства облучения, в том числе источники ионизации электрическим полем, электростатические ионные сепараторы, генераторы ионизации электрическим полем, источники термоэлектронной эмиссии, источники ионов со сверхвысокочастотным разрядом, рециркуляционные или статические ускорители, динамические линейные ускорители, ускорители Ван-де-Граафа и складчатые тандемные ускорители. Такие устройства рассмотрены, например, Medoff в патенте США № 7,931,784, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0078] В качестве источника излучения можно использовать пучок электронов. Преимуществами пучка электронов являются высокие мощности дозы (например, 1, 5 или даже 10 Мрад на сек), высокая пропускная способность, оборудование с меньшей герметизацией и с меньшей изоляцией. Пучки электронов также могут иметь высокий электрический коэффициент полезного действия (например, 80%), позволяющий использовать меньше энергии относительно других способов облучения, что может обуславливать более низкую стоимость эксплуатации и пониженные выбросы парниковых газов, соответствующие меньшему количеству применяемой энергии. Пучки электронов можно получить, например, с помощью электростатических генераторов, каскадных генераторов, трансформаторных
генераторов, низкоэнергетических ускорителей с системой сканирования, низкоэнергетических ускорителей с линейным катодом, линейных ускорителей и импульсных ускорителей.
[0079] Электроны также могут быть более эффективны с точки зрения вызова изменений молекулярной структуры углеводсодержащих материалов, например, посредством механизма расщепления цепей. Кроме того, электроны с энергиями от 0,5 до 10 МэВ могут проникать в материалы с низкой плотностью, такие как материалы биомассы, описанные в настоящей заявке, например, материалы с объемной плотностью менее 0,5 г/см3 и глубиной от 0,3 до 10 см. Электроны в качестве источника ионизирующего излучения можно применять, например, для сравнительно тонких штабелей, слоев или подложек материалов, например, с толщиной менее примерно 0,5 дюйма (1,27 см), например, менее примерно 0,4 дюйма (1,016 см), 0,3 дюйма (0,762 см), 0,25 дюйма (0,635 см) или менее примерно 0,1 дюйма (0,254 см). Согласно некоторым вариантам реализации изобретения энергия каждого электрона из пучка электронов составляет от примерно 0,3 МэВ до примерно 2,0 МэВ (миллион электрон-вольт), например, от примерно 0,5 МэВ до примерно 1,5 МэВ или от примерно 0,7 МэВ до примерно 1,25 МэВ. Способы облучения материалов описаны в публикации заявки на патент США 2012/0100577 А1, поданной 18 октября 2011 года, полное описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0080] Устройства для электронно-лучевого облучения можно приобрести или сконструировать. Например, элементы или компоненты, такие как индукторы, конденсаторы, кожухи, источники питания, кабели, электропроводка, системы с регулируемым напряжением, элементы с регулировкой силы тока, изоляционный материал, микроконтроллеры и оборудование для охлаждения, можно приобрести и смонтировать с получением устройства. В некоторых случаях серийное устройство можно модифицировать и/или адаптировать. Например, устройства и компоненты можно приобрести в любом из коммерческих источников, описанном в настоящем документе, включая Ion Beam Applications (Лувен-ля-Нев, Бельгия), Wasik Associates Inc. (Дракат, Массачусетс), NHV Corporation (Япония), Titan Corporation (Сан-Диего, Калифорния), Vivirad High Voltage Corp (Биллерика, Массачусетс) и/или Лаборатории Будкера (Россия). Типичные энергии электронов могут составлять 0,5 МэВ, 1 МэВ, 2 МэВ, 4,5 МэВ, 7,5 МэВ или 10 МэВ. Мощность
типичного устройства для электронно-лучевого облучения может составлять 1 кВт, 5 кВт, 10 кВт, 20 кВт, 50 кВт, 60 кВт, 70 кВт, 80 кВт, 90 кВт, 100 кВт, 125 кВт, 150 кВт, 175 кВт, 200 кВт, 250 кВт, 300 кВт, 350 кВт, 400 кВт, 450 кВт, 500 кВт, 600 кВт, 700 кВт, 800 кВт, 900 кВт или даже 1000 кВт. Ускорители, которые можно использовать, включают облучатели NHV средней энергии серии EPS-500 (например, с напряжением ускорителя 500 кВ и током пучка 65, 100 или 150 мА), EPS-800 (например, с напряжением ускорителя 800 кВ и током пучка 65 или 100 мА) или EPS-1000 (например, с напряжением ускорителя 1000 кВ и током пучка 65 или 100 мА). Кроме того, можно использовать ускорители из серии NHV с высокой энергией, такие как EPS-1500 (например, с напряжением ускорителя 1500 кВ и током пучка 65 мА), EPS-2000 (например, с напряжением ускорителя 2000 кВ и током пучка 50 мА), EPS-3000 (например, с напряжением ускорителя 3000 кВ и током пучка 50 мА) и EPS-5000 (например, 5000 и током пучка 30 мА).
[0081] Выбор оптимального решения при рассмотрении технических характеристик мощности устройства для электронно-лучевого облучения включает стоимость эксплуатации, капитальные затраты, амортизационные расходы и габариты устройства. Выбор оптимального решения при рассмотрении уровней экспозиционной дозы электронно-лучевого облучения может быть основан на затратах на энергию и заботе об экологии, безопасности и здоровье. Обычно, генераторы размещают в камере, например, из свинца или бетона, особенно при использовании рентгеновского излучения, которое генерируется в процессе. Выбор оптимального решения при рассмотрении энергий электронов включает стоимость энергии.
[0082] С помощью устройства для электронно-лучевого облучения можно создать либо неподвижный пучок, либо сканирующий пучок. Сканирующий пучок может быть предпочтительным благодаря большой длине развертки сканирования и высоким скоростям сканирования, поскольку эти свойства эффективно заменяют большую ширину неподвижного пучка. Кроме того, доступные ширины развёртки составляют 0,5 м, 1 м, 2 м или более. Сканирующий пучок является предпочтительным согласно большинству вариантов реализации изобретения, описанных в настоящей заявке, вследствие большей ширины развертки и пониженной вероятности местного нагревания и поломки диафрагм.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУШКИ - ДИАФРАГМЫ
[0083] Система извлечения для ускорителя электронов может содержать две диафрагмы из фольги. Охлаждающий газ в системе извлечения с двумя диафрагмами из фольги может представлять собой продувочный газ или смесь, например, воздух, или чистый газ. Согласно одному из вариантов реализации изобретения газ представляет собой инертный газ, такой как азот, аргон, гелий и/или диоксид углерода. Предпочтительно применять газ, а не жидкость, поскольку потери энергии в пучке электронов минимизированы. Можно также использовать смеси чистого газа, либо предварительно смешанные, либо смешанные на линии перед попаданием на диафрагмы или в пространство между диафрагмами. Охлаждающий газ можно охладить, например, с помощью системы теплообмена (например, холодильника) и/или путем испарения из конденсированного газа (например, жидкого азота, жидкого гелия). Диафрагмы из фольги описаны в PCT/US2013/064332, поданной 10 октября 2013 года, полное описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
НАГРЕВАНИЕ И ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПРИ ОБРАБОТКЕ ОБЛУЧЕНИЕМ
[0084] При неупругих столкновениях в биомассе при взаимодействии электронов из пучка электронов с веществом может происходить несколько процессов. Например, ионизация материала, расщепление цепи полимеров в материале, сшивание полимеров в материале, окисление материала, генерирование рентгеновского излучения ("тормозного излучения") и колебательного возбуждения молекул (например, генерирование фононов). Не будучи связанными с конкретным механизмом, уменьшение сопротивляемости обработке может быть обусловлено несколькими из указанных эффектов неупругого столкновения, например, ионизацией, расщеплением цепей полимеров, окислением и генерированием фононов. Некоторые из указанных эффектов (например, в частности, генерирование рентгеновского излучения), требуют экранирования и технических барьеров, например, заключение процессов облучения в бетонную камеру (или камеру из другого непрозрачного для излучения материала). Другой эффект облучения, колебательное возбуждение, эквивалентен нагреванию образца. Нагревание образца путем облучения может
помочь уменьшить сопротивляемость обработке, но перегрев может разрушить материал, как будет описано ниже.
[0085] Адиабатическое повышение температуры (ЛТ) в результате поглощения ионизирующего излучения описывается уравнением: ЛТ = D/Cp, где D представляет собой среднюю дозу в кГр, Ср представляет собой теплоемкость в Дж/г °С и ЛТ представляет собой изменение температуры в °С. Теплоемкость типичного сухого материала биомассы будет составлять около 2. Влажная биомасса будет иметь более высокую теплоемкость в зависимости от количества воды, поскольку теплоемкость воды очень высока (4,19 Дж/г °С). Металлы имеют гораздо более низкие теплоемкости, например, теплоемкость нержавеющей стали 304 составляет 0,5 Дж/г °С. Изменение температуры вследствие мгновенного поглощения излучения биомассой и нержавеющей сталью для различных доз облучения показано в Таблице 1. На практике при более высоких температурах биомасса разлагается, что приводит к максимальному отклонению от предполагаемых изменений в температуре.
[0086] Высокие температуры могут разрушить и/или модифицировать биополимеры в биомассе, так что полимеры (например, целлюлоза) не подходят для дополнительной обработки. Биомасса, подвергаемая воздействию высоких температур, может стать темной, липкой и испускать запахи, указывающие на разложение. Липкость может даже затруднить перемещение материала. Запахи могут быть неприятными и создавать проблему безопасности. Фактически, было обнаружено, что в процессах, описанных в настоящей заявке, целесообразно
поддерживать биомассу при температуре ниже примерно 200°С (например, ниже примерно 190°С, ниже примерно 180°С, ниже примерно 170°С, ниже примерно 160°С, ниже примерно 150°С, ниже примерно 140°С, ниже примерно 130°С, ниже примерно 120°С, ниже примерно 110°С, от примерно 60°С до 180°С, от примерно 60°С до 160°С, от примерно 60°С до 150°С, от примерно 60°С до 140°С, от примерно 60°С до 130°С, от примерно 60°С до 120°С, от примерно 80°С до 180°С, от примерно 100°С до 180°С, от примерно 120°С до 180°С, от примерно 140°С до 180°С, от примерно 160°С до 180°С, от примерно 100°С до 140°С, от примерно 80°С до 120°С).
[0087] Было обнаружено, что для процессов, описанных в настоящей заявке (например, для уменьшения сопротивляемости обработке), необходимо облучение с дозой выше примерно 10 Мрад. Кроме того, необходима высокая пропускная способность, чтобы облучение не стало узким местом при обработке биомассы. Обработка подчиняется уравнению мощности дозы: М = FP/D х время, где М представляет собой массу облученного материала (кг), F представляет собой долю мощности, которая поглощается (безразмерная величина), Р представляет собой мощность излучения (кВт=напряжение в МэВ х ток в мА), время представляет собой время обработки (сек) и D представляет собой поглощенную дозу (КГр). В типичном процессе, в котором доля поглощенной мощности фиксирована, мощность излучения остается постоянной и необходима определенная доза, пропускную способность (например, М, обработанной биомассы) можно повысить путем увеличения времени облучения. Однако увеличение времени облучения без возможности охлаждения материала может привести к чрезмерному его нагреванию, как проиллюстрировано с помощью расчетов, показанных выше. Поскольку биомасса имеет низкую удельную теплопроводность (меньше примерно 0,1 Вт м"1К"1), рассеяние тепла происходит медленно, в отличие, например, от металлов (больше примерно 10 Вт м"1К"1), которые могут рассеивать энергию быстро, при условии, что имеется сток тепла для передачи энергии.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУШКИ - ПОГЛОТИТЕЛИ ПУЧКА
[0088] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения системы и способы включают поглотитель пучка (например, затвор). Например, поглотитель
пучка можно использовать для быстрого прекращения или уменьшения облучения материала без выключения электропитания электроннолучевого устройства. Альтернативно, поглотитель пучка можно использовать при подключении питания пучка электронов, например, поглотитель пучка может остановить пучок электронов, пока ток пучка не достиг требуемого уровня. Поглотитель пучка можно поместить между первой диафрагмой из фольги и второй диафрагмой из фольги. Например, поглотитель пучка можно установить таким образом, чтобы он был передвижным, то есть так, чтобы его можно было перемещать на траекторию пучка и убирать с указанной траектории. Даже можно использовать частичное перекрытие пучка, например, для регулирования дозы облучения. Поглотитель пучка можно установить на полу, на транспортере для биомассы, прикрепить к стенке, к устройству излучения (например, к кронштейну для сканирования) или к любой опорной конструкции. Поглотитель пучка предпочтительно закрепляют относительно кронштейна для сканирования таким образом, чтобы пучок можно было эффективно регулировать с помощью поглотителя пучка. Поглотитель пучка может содержать шарнир, рельс, колеса, прорези или другие средства, позволяющие ему функционировать при перемещении в пучок и из пучка. Поглотитель пучка можно выполнить из любого материала, который будет задерживать по меньшей мере 5% электронов, например, по меньшей мере 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, по меньшей мере 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или даже примерно 100% электронов.
[0089] Поглотитель пучка можно выполнить из металла, в том числе, но не ограничиваясь ими, из нержавеющей стали, свинца, железа, молибдена, серебра, золота, титана, алюминия, олова или сплавов перечисленных металлов, или ламинатов (слоистых материалов), изготовленных с применением указанных металлов (например, керамического материала с металлическим покрытием, полимера с металлическим покрытием, композиционного материала с металлическим покрытием, многослойных металлических материалов).
[0090] Поглотитель пучка можно охладить, например, с помощью охлаждающей текучей среды, такой как водный раствор или газ. Поглотитель пучка может быть частично или полностью полым, например, содержать полости. Внутреннее пространство поглотителя пучка можно использовать для охлаждающих жидкостей и газов. Поглотитель пучка может иметь любую форму, в том числе,
плоскую, изогнутую, круглую, овальную, квадратную, прямоугольную, скошенную и клиновидную формы.
[0091] Поглотитель пучка может иметь перфорационные отверстия, что позволяет некоторым электронам проходить через них, регулируя (например, уменьшая), таким образом, уровни облучения по всей площади диафрагмы или в определенных областях диафрагмы. Поглотитель пучка может представлять собой сеть, изготовленную, например, из волокон или проволоки. Для регулирования облучения можно использовать несколько поглотителей пучка, совместно или независимо. Поглотитель пучка можно регулировать дистанционно, например, с помощью радиосигнала, или жестко вмонтировать в двигатель для перемещения пучка в разные положения.
ЛОВУШКИ ДЛЯ ПУЧКА
[0092] Варианты реализации изобретения, описанные в настоящей заявке, в случае обработки излучением также могут включать ловушку для пучка. Цель ловушки для пучка состоит в безопасном поглощении пучка заряженных частиц. Подобно поглотителю пучка, ловушку для пучка можно использовать для блокировки пучка заряженных частиц. Однако ловушка для пучка является гораздо более надежной, чем поглотитель пучка и предназначена для блокировки полной мощности пучка электронов в течение продолжительного периода времени. Указанные ловушки часто используют для блокировки пучка при подключении ускорителя к питанию.
[0093] Кроме того, ловушки для пучка выполнены с возможностью выдерживания тепла, выделяемого указанными пучками, и обычно изготовлены из таких материалов, как медь, алюминий, углерод, бериллий, вольфрам или ртуть. Ловушки для пучка можно охладить, например, с помощью охлаждающей текучей среды, которая может находиться в тепловом контакте с ловушкой для пучка.
МАТЕРИАЛЫ БИОМАССЫ
[0094] Лигноцеллюлозные материалы включают, но не ограничиваются ими, древесину, прессованную древесину, древесные отходы (например, опилки,
древесину осины, древесную стружку), травы (например, просо прутьевидное, китайский тростник, спартину, двукисточник тростниковидный), зерновые отходы, (например, рисовую шелуху, шелуху овса, солому пшеницы, ячменную шелуху), сельскохозяйственные отходы (например, силос, солому канолы, солому пшеницы, солому ячменя, солому овса, солому риса, джут, коноплю, лен, бамбук, сизаль, абаку, стержни кукурузных початков, кукурузную солому, соевую солому, кукурузное волокно, люцерну, сено, волокна кокоса), отходы от переработки сахара (например, жмых, свекловичный жом, жмых агавы), водоросли, морские водоросли, навоз, сточные воды и смеси любых из перечисленных веществ.
[0095] В некоторых случаях, лигноцеллюлозный материал включает стержни кукурузных початков. Измельченные или раздробленные молотом стержни кукурузных початков можно распределить в виде слоя сравнительно равномерной толщины для облучения и после облучения их легко диспергировать в среде для дальнейшей обработки. В некоторых случаях для облегчения уборочных работ и сбора используют кукурузное растение целиком, включая кукурузные стебли, кукурузные зерна и в некоторых случаях даже корневую систему растения.
[0096] Преимущественно не требуется дополнительных питательных веществ (кроме источника азота, например, мочевины или аммиака) в процессе ферментации стержней кукурузных початков или целлюлозных или лигноцеллюлозных материалов, содержащих значительные количества стержней кукурузных початков.
[0097] Кроме того, стержни кукурузных початков, перед и после измельчения, легче перемещать и диспергировать и они проявляют меньшую склонность к образованию взрывчатых смесей в воздухе по сравнению с другими целлюлозными или лигноцеллюлозными материалами, такими как сено и травы.
[0098] Целлюлозные материалы включают, например, бумагу, бумажные изделия, бумажные отходы, бумажную массу, пигментную бумагу, мелованную бумагу, бумагу с покрытием, бумагу с наполнителями, журналы, печатную продукцию (например, книги, каталоги, справочники, этикетки, календари, поздравительные открытки, брошюры, проспекты, газетную бумагу), бумагу для принтера, бумагу с полимерным покрытием, карточки, картон, бумажный картон, материалы с
высоким содержанием а-целлюлозы, такие как вата, и смеси любых из перечисленных материалов. Например, бумажные изделия, описанные в заявке на патент США № 13/396,365 ("Magazine Feedstocks" Medoff с соавторами, поданной 14 февраля 2012 года), полное описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0099] Целлюлозные материалы также могут включать лигноцеллюлозные материалы, которые были частично или полностью делигнифицированы.
[00100] В некоторых случаях можно использовать другие материалы биомассы, например, крахмальные материалы. Крахмальные материалы включают сам крахмал, например, кукурузный крахмал, пшеничный крахмал, картофельный крахмал или рисовый крахмал, производное крахмала или материал, содержащий крахмал, такой как съедобный продукт питания или сельскохозяйственная культура. Например, крахмальный материал может представлять собой аракачу съедобную, гречневую крупу, банан, ячмень, маниоку, кудзу, окру, саго, сорго, обыкновенный домашний картофель, сладкий картофель, таро, ямс или один или более видов бобовых, таких как конские бобы, чечевица или горох. Смеси любых двух или более крахмальных материалов также являются крахмальными материалами. Кроме того, можно использовать смеси крахмальных, целлюлозных и/или лигноцеллюлозных материалов. Например, биомасса может представлять собой растение целиком, часть растения или разные части растения, например, пшеницы, хлопка, кукурузы, риса или дерева. Крахмальные материалы можно обработать с применением любых способов, описанных в настоящей заявке.
[00101] Микробные материалы, которые можно использовать в качестве сырья, включают, но не ограничиваются ими, любой природный или генетически модифицированный микроорганизм или организм, которые содержит или способен обеспечить источник углеводов (например, целлюлозу), например, протисты, например, животные протисты (например, простейшие, такие как флагеллаты, амебоидные простейшие, инфузории и споровики) и растительные протисты (например, водоросли, такие как альвеолярные, хлорарахнофитовые, криптомонадовые, эвглениды, глаукофитовые, гаптофитовые, красные водоросли, страменопилы и зеленые водоросли). Другие примеры включают морские водоросли, планктон (например, макропланктон, мезопланктон, микропланктон,
нанопланктон, пикопланктон и фемтопланктон), фитопланктон, бактерии (например, грамположительные бактерии, грамотрицательные бактерии и экстремофилы), дрожжи и/или их смеси. В некоторых случаях, микробную биомассу можно получить из природных источников, например, океана, озер, водных объектов, например, соленой воды или пресной воды, или на суше. В качестве альтернативы или в дополнение, микробную биомассу можно получить из систем культивирования клеток, например, крупномасштабных систем сухого и влажного культивирования и ферментации.
Согласно другим вариантам реализации изобретения материалы биомассы, такие как целлюлозные, крахмальные и лигноцеллюлозные исходные материалы, можно получить из трансгенных микроорганизмов и растений, которые были модифицированы относительно сорта дикого типа. Такие модификации можно осуществить, например, посредством повторяющихся стадий селекции и разведения с получением в растении требуемых признаков. Кроме того, указанные растения могли содержать по сравнению с сортом дикого типа удаленный, модифицированный, с подавленной экспрессией и/или добавленный генетический материал. Например, генетически модифицированные растения можно получить с помощью технологий рекомбинантных ДНК, в которых генетические модификации включают внесение или модифицирование специфических генов из родительских сортов, или, например, путем применения трансгенного разведения, при котором в растение вводят специфический ген или гены из другого вида растения и/или бактерий. Другой путь создания генетической изменчивости реализуют через мутационное разведение, при котором из эндогенных генов искусственно создают новые аллели. Искусственные гены можно создать разными способами, включая обработку растения или семян, например, с помощью химических мутагенов (например, с применением алкилирующих агентов, эпоксидов, алкалоидов, пероксидов, формальдегида), облучения (например, рентгеновского облучения, гамма-облучения, нейтронов, бета-частиц, альфа-частиц, протонов, дейтронов, УФ-облучения) и теплового удара или с применением другой внешней нагрузки и последующих методов селекции. Другие способы получения модифицированных генов реализуют с применением ПЦР сниженной точности и перестановки в ДНК с последующей вставкой необходимой модифицированной ДНК в требуемое растение или семя. Способы внесения требуемой генетической изменчивости в семя или растение включают, например, применение бактериального носителя, баллистическую
трансфекцию, осаждение фосфата кальция, электропорацию, сплайсинг генов, подавление экспрессии генов, липофекцию, микроинъекцию и применение вирусных носителей. Дополнительные генетически модифицированные материалы были описаны в заявке на патент США № 13/396,369, поданной 14 февраля 2012 года, полное описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки. Любые из способов, описанных в настоящей заявке, можно реализовать с помощью смесей любых материалов биомассы, описанных в настоящей заявке.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ
[00102] Другие материалы (например, природные или синтетические материалы), например, полимеры, можно обработать и/или получить с помощью способов, оборудования и систем, описанных в настоящей заявке. Например, полиэтилена (например, линейного полиэтилена низкой плотности и полиэтилена высокой плотности), полистиролов, сульфонированных полистиролов, поливинилхлорида, сложных полиэфиров (например, нейлона, DACRON(tm), KODEL(tm)), полиалкиленовых эфиров, поливиниловых эфиров, полиамидов (например, KEVLAR(tm)), полиэтилентерефталата, ацетата целлюлозы, ацеталя, полиакрилонитрила, поликарбонатов (например, LEXAN(tm)), акриловых материалов [например, поли(метилметакрилата)], полиакрилонитрилов, полиуретанов, полипропилена, полибутадиена, полиизобутилена, полиакрилонитрила, полихлоропрена (например неопрена), поли(цис-1,4-изопрена) [например, природного каучука], поли(транс-1,4-изопрена) [например, гуттаперчи], фенолформальдегида, меламинформальдегида, эпоксидов, сложных полиэфиров, полиаминов, поликарбоновых кислот, полимолочных кислот, поливиниловых спиртов, полиангидридов, полифторуглеродов (например, TEFLON(tm)), соединений органического кремния (например, силиконового каучука), полисиланов, простых полиэфиров (например, полиэтиленоксида, полипропиленоксида), восков, масел и из смесей. В настоящее изобретение также включены пластмассы, резины, эластомеры, волокна, воски, гели, масла, адгезивы, термопластмассы, термореактивные пластмассы, разлагаемые микроорганизмами полимеры, смолы, полученные с применением указанных полимеров, другие полимеры, другие материалы и их комбинации. Указанные полимеры можно получить с помощью любого применимого способа, в том числе,
с помощью катионной полимеризации, анионной полимеризации, радикальной полимеризации, полимеризации по механизму метатезиса, полимеризации с раскрытием кольца, привитой полимеризации, аддитивной полимеризации. В некоторых случаях способы обработки, описанные в настоящем документе, можно использовать, например, для привитой полимеризации, инициируемой радикалами, и сшивания. Также можно обработать и/или изготовить композиционные материалы полимеров, например, со стеклом, металлами, биомассой (например, волокнами, частицами) и керамикой.
[00103] Другие материалы, которые можно обработать с применением способов, систем и оборудования, описанного в настоящем документе, представляют собой керамические материалы, минеральные вещества, металлы, неорганические соединения. Например, кристаллы кремния и германия, нитриды кремния, оксиды металлов, полупроводники, изоляторы, цементы и/или проводники.
[00104] Кроме того, можно обработать промышленные многокомпонентные или штампованные материалы (например, отформованные, экструдированные, сваренные, склепанные, многослойные или объединенные любым способом), например, кабели, трубы, плиты, оболочки, интегральные полупроводниковые кристаллы, монтажные плата, провода, шины, стекла, ламинированные материалы, приводы, ремни, машины и их комбинации. Например, обработка материала способами, описанными в настоящем документе, позволяет модифицировать поверхности, например, делая их поддающимися дальнейшей функционализации, объединению (например, сварке), и/или обработка позволяет сшивать материалы.
ПОЛУЧЕНИЕ МАТЕРИАЛА БИОМАССЫ - МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
[00105] Биомасса может находиться в сухой форме, например, содержать менее примерно 35% влаги (например, менее примерно 20%, менее примерно 15%, менее примерно 10% менее примерно 5%, менее примерно 4%, менее примерно 3%, менее примерно 2% или даже менее примерно 1%). Биомассу также можно поставлять во влажном состоянии, например, в виде влажного твердого вещества, шлама или суспензии, содержащей по меньшей мере примерно 10 % масс, твердой фазы (например, по меньшей мере примерно 20 % масс, по меньшей
мере примерно 30 % масс, по меньшей мере примерно 40 % масс, по меньшей мере примерно 50 % масс, по меньшей мере примерно 60 % масс, по меньшей мере примерно 70 % масс).
[00106] В способах, описанных в настоящей заявке можно использовать материалы с низкой объемной плотностью, например, целлюлозное или лигноцеллюлозное сырье, которое было предварительно обработано физическими способами для обеспечения объемной плотности, составляющей менее примерно 0,75 г/см3, например, менее примерно 0,7; 0,65; 0,60; 0,50; 0,35; 0,25; 0,20; 0,15; 0,10; 0,05 или менее, например, примерно 0,025 г/см3. Объемную плотность определяют с помощью ASTM D1895B. Короче, способ включает заполнение измерительного цилиндра известного объема пробой и измерение массы пробы. Объемную плотность рассчитывают путем деления массы пробы в граммах на известный объем цилиндра в кубических сантиметрах. При необходимости, материалы с низкой объемной плотностью можно уплотнить, например, способами, описанными в патенте США № 7,971,809, принадлежащем Medoff, полное описание которого включено, тем самым, посредством ссылки.
[00107] В некоторых случаях предварительная обработка включает просеивание материала биомассы. Просеивание можно осуществить через сетку или перфорированную пластину с требуемым размером отверстий, например, меньше примерно 6,35 мм (1/4 дюйма, 0,25 дюйма), (например, меньше примерно 3,18 мм (1/8 дюйма, 0,125 дюйма), меньше примерно 1,59 мм (1/16 дюйма, 0,0625 дюйма), меньше примерно 0,79 мм (1/32 дюйма, 0,03125 дюйма), например, меньше примерно 0,51 мм (1/50 дюйма, 0,02000 дюйма), меньше примерно 0,40 мм (1/64 дюйма, 0,015625 дюйма), меньше примерно 0,23 мм (0,009 дюйма), меньше примерно 0,20 мм (1/128 дюйма, 0,0078125 дюйма), меньше примерно 0,18 мм (0,007 дюйма), меньше примерно 0,13 мм (0,005 дюйма) или даже меньше примерно 0,10 мм (1/256 дюйма, 0,00390625 дюйма)). В одной из конфигураций требуемая биомасса проваливается через перфорационные отверстия или сито и таким образом, биомасса с размером, большим, чем перфорационные отверстия или сито, не подвергается облучению. Такие более крупные материалы можно обработать повторно, например, путем измельчения или их можно просто удалить из обработки. В другой конфигурации материал, размеры которого больше, чем перфорационные отверстия, облучают и более мелкий материал удаляют путем
просеивания или используют повторно. В такого рода конфигурации транспортер сам (например, часть транспортера) может быть перфорированным или изготовлен с применением сетки. Например, согласно одному из конкретных вариантов реализации изобретения материал биомассы может быть влажным, при этом перфорационные отверстия или сетка позволяют воде вытекать из биомассы перед облучением.
[00108] Просеивание материала также можно осуществить ручным способом, например, с помощью оператора или механического устройства (например, автомата, оборудованного цветовым, отражательным или другим датчиком), которое удаляет нежелательный материал. Просеивание также можно осуществить путем магнитного просеивания, при этом магнит размещают около перемещаемого материала, и магнитный материал удаляют путем магнитного воздействия.
[00109] Возможная предварительная обработка может включать нагревание материала. Например, часть транспортера, перемещающая биомассу или другой материал, может проходить через зону нагрева. Зону нагрева можно создать, например, с помощью ИК-излучения, микроволн, сжигания (например, газа, угля, нефти, биомассы), резистивного нагревания и/или индуктивных катушек. Тепло можно применять по меньшей мере с одной стороны или более чем одной стороны, нагревание может быть непрерывным или периодическим и нагревать можно только часть материала или весь материал. Например, часть перемещающего желоба можно нагреть с помощью нагревательной рубашки. Нагревание можно осуществить, например, с целью сушки материала. В случае сушки материала указанную сушку можно облегчить, при нагревании или без него, путем перемещения газа (например, воздуха, кислорода, азота, Не, СОг, аргона) над биомассой и/или через биомассу при ее перемещении.
[00110] В некоторых случаях предварительная обработка может включать охлаждение материала. Охлаждение материала описано в патенте США № 7,900,857, принадлежащем Medoff, описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. Например, охлаждение можно осуществить путем подачи охлаждающей текучей среды, например, воды (например, с глицерином) или азота (например, жидкого азота) в нижнюю часть перемещающего желоба.
Согласно альтернативному варианту реализации изобретения охлаждающий газ, например, охлажденный азот, можно продувать поверх материала биомассы или под системой для перемещения.
[00111 ] Другой возможный способ предварительной обработки может включать добавление материала в биомассу или другие виды сырья. Дополнительный материал можно добавить, например, путем орошения, разбрызгивания и/или вливания материала в биомассу при ее перемещении. Материалы, которые можно добавить, включают, например, металлы, керамические материалы и/или ионы, как описано в публикации заявки на патент США 2010/0105119 А1 (поданной 26 октября 2009 года) и публикации заявки на патент США 2010/0159569 А1 (поданной 16 декабря 2009 года), полное описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки. Возможные материалы, которые можно добавить, включают кислоты и основания. Другие материалы, которые можно добавить, представляют собой окислители (например, пероксиды, хлораты), полимеры, полимеризуемые мономеры (например, содержащие ненасыщенные связи), воду, катализаторы, ферменты и/или организмы. Материал можно добавить, например, в чистой форме, в виде раствора в растворителе (например, воде или органическом растворителе) и/или в виде раствора. В некоторых случаях растворитель является летучим и может быть приготовлен с целью испарения, например, путем нагревания и/или продувания газа, как описано ранее. Добавленный материал может образовывать равномерное покрытие на биомассе или представлять собой гомогенную смесь разных компонентов (например, биомассы и дополнительного материала). Добавленный материал может модулировать последующую стадию облучения путем увеличения эффективности облучения, демпфирования облучения или изменения воздействия облучения (например, от пучков электронов до рентгеновского излучения или нагревания). Указанный способ может не воздействовать на облучение, но может быть применим для дальнейшей последовательной обработки. Добавленный материал может помочь при перемещении материала, например, за счет снижения уровней пыли.
[00112] Биомассу можно направлять на транспортер (например, вибрационные транспортеры, используемые в камерах, описанных в настоящей заявке) с помощью ленточного транспортера, пневматического транспортера, винтового
транспортера, бункера, трубы, вручную или посредством комбинации перечисленных выше устройств. Биомассу можно, например, сбрасывать, выливать и/или помещать на транспортер любым из указанных способов. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения материал доставляют к транспортеру, применяя заключенную в кожух систему распределения материала, что помогает поддержать атмосферу с низким содержанием кислорода и/или регулировать пыль и мелкие частицы. Взвешенные или суспендированные в воздухе мелкие частицы биомассы и пыли являются нежелательными, поскольку они могут создать опасность взрыва или повредить фольгу диафрагмы электронной пушки (при применении такого устройства для обработки материала).
[00113] Материал можно выровнять для формирования равномерной толщины, составляющей от примерно 0,0312 (примерно 0,7925 мм) до 5 дюймов (примерно 127 мм) (например, от примерно 0,0625 (примерно 1,5875 мм) до 2,000 дюймов (примерно 50,8 мм), от примерно 0,125 (примерно 3,175 мм) до 1 дюйма (примерно 25,7 мм), от примерно 0,125 (примерно 3,175 мм) до 0,5 дюйма (примерно 12,7 мм), от примерно 0,3 (примерно 7,62 мм) до 0,9 дюйма (примерно 22,86 мм), от примерно 0,2 (примерно 5,08 мм) до 0,5 дюйма (примерно 12,7 мм), от примерно 0,25 (примерно 6,35 мм) до 1 дюйма (примерно 25,4 мм), от примерно 0,25 (примерно 6,35 мм) до 0,5 дюйма (примерно 12,7 мм), 0,100 (примерно 2,54 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,150 (примерно 3,81 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,200 (примерно 5,08 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,250 (примерно 6,35 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,300 (примерно 7,62 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,350 (примерно 8,89 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,400 (примерно 10,16 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,450 (примерно 11,43 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,500 (примерно 12,7 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,550 (примерно 13,97 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,600 (примерно 15,24 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,700 (примерно 17,78 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,750 (примерно 19,05 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,800 (примерно 20,32 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,850 (примерно 21,59 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,900 (примерно 22,86 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм), 0,900 (примерно 22,86 мм) +/- 0,025 дюйма (примерно 0,635 мм).
[00114] В целом, предпочтительно перемещать материал через пучок электронов как можно быстрее для максимизирования пропускной способности. Например, материал можно перемешать со скоростями, составляющими по меньшей мере 1 фут/мин (примерно 0,305 м/мин), например, по меньшей мере 2 фут/мин (примерно 0,610 м/мин), по меньшей мере 3 фут/мин (примерно 0,914 м/мин), по меньшей мере 4 фут/мин (примерно 1,219 м/мин), по меньшей мере 5 фут/мин (примерно 1,524 м/мин), по меньшей мере 10 фут/мин (примерно 3,048 м/мин), по меньшей мере 15 фут/мин (примерно 4,572 м/мин), 20 (примерно 6,093 м/мин), 25 (примерно 7,62 м/мин), 30 (примерно 9,144 м/мин), 35 (примерно 10,668 м/мин), 40 (примерно 12,192 м/мин), 45 (примерно 13,716 м/мин), 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин). Скорость перемещения связана с током пучка, например, в случае биомассы толщиной % дюйма (примерно 0,635 см) и 100 мА, для обеспечения достаточной дозы облучения транспортер может перемещаться со скоростью примерно 20 футов/мин (примерно 6,096 м/мин), при 50 мА транспортер может перемещаться со скоростью примерно 10 футов/мин (примерно 3,048 м/мин) для обеспечения приблизительно такой же дозы облучения.
[00115] После перемещения материала через зону облучения, можно осуществить дополнительную предварительную обработку. Возможная дополнительная предварительная обработка может, например, представлять собой процесс, описанный применительно к обработке путем предварительного облучения. Например, биомассу можно обработать путем просеивания, нагревания, охлаждения и/или объединения с добавками. Исключительно при предварительном облучении может иметь место гашение радикалов, например, гашение радикалов путем добавления текучих сред или газов (например, кислорода, закиси азота, аммиака, жидкостей), при применении давления, теплоты и/или добавления акцепторов радикалов. Например, биомассу можно перемещать из заключенного в кожух транспортера и подвергать воздействию газа (например, кислорода), при этом происходит гашение биомассы с образованием карбоксилированных групп. Согласно одному из вариантов реализации изобретения биомассу во время облучения подвергают воздействию химически активного газа или жидкости. Гашение биомассы, которая подвергалась облучению, описано в патенте США № 8,083,906, принадлежащем Medoff, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.
[00116] При необходимости, наряду с облучением можно использовать один или более способов механической обработки для дополнительного уменьшения сопротивляемости обработке углеводсодержащего материала. Указанные способы можно применять перед облучением, во время облучения и/или после него.
[00117] В некоторых случаях механическая обработка может включать начальную подготовку исходного сырья непосредственно после получения, например, уменьшение размеров материалов, например, путем измельчения, например, резки, дробления, приложения сдвиговых усилий, распыления или рубки. Например, в некоторых случаях, рыхлое исходное сырье (например, бумагу вторичной переработки, крахмальные материалы или просо прутьевидное) подготавливают путем приложения сдвиговых усилий или размельчения (shredding). Механическая обработка позволяет уменьшить объемную плотность углеводсодержащего материала, увеличить площадь поверхности углеводсодержащего материала и/или уменьшить один или более размеров углеводсодержащего материала.
[00118] Согласно другому варианту реализации или в дополнение к данному исходной материал можно обработать посредством другого способа обработки, такого как химические способы обработки, например, с помощью кислоты (HCI, H2SO4, Н3РО4), основания (например, КОН и NaOH), химического окислителя (например, пероксидов, хлоратов, озона), облучения, парового взрыва, пиролиза, обработки ультразвуком, окисления, химической обработки. Указанные способы обработки можно реализовать в любом порядке и в любой последовательности и комбинациях. Например, исходный материал можно сначала обработать физически с применением одного или более способов обработки, например, путем химической обработки, в том числе и в комбинации с кислотным гидролизом (например, при применении HCI, H2SO4, Н3РО4), облучением, обработкой ультразвуком, окислением, пиролизом или паровым взрывом, и затем подвергнуть механической обработке. Такая последовательность может быть предпочтительной, поскольку материалы, обработанные посредством одного или более других способов обработки, например, с помощью облучения или пиролиза, обычно являются более хрупкими и, следовательно, может быть легче
осуществить дальнейшее изменение структуры материала при механической обработке. В качестве еще одного примера, исходный материал можно пропускать через ионизирующее облучение, используя транспортер, как описано в настоящей заявке, и затем подвергать механической обработке. Химическая обработка позволяет удалить некоторую часть или весь лигнин (например, при химической варке целлюлозы) и позволяет частично или полностью гидролизовать материал. Указанные способы также можно использовать с предварительно гидролизованным материалом. Кроме того, указанные способы можно использовать с материалом, который не был предварительно гидролизован. Перечисленные способы можно использовать со смесями гидролизованного и негидролизованного материалов, например, со смесями, содержащими примерно 50% или более негидролизованного материала, примерно 60% или более негидролизованного материала, примерно 70% или более негидролизованного материала, примерно 80% или более негидролизованного материала или даже 90% или более негидролизованного материала.
[00119] Наряду с уменьшением размера, которое можно выполнить вначале и/или позднее при обработке, механическая обработка также может быть предпочтительной с точки зрения "раскрытия", "напряжения", разрушения или разрыхления углеводсодержащих материалов, получения целлюлозы из материалов более восприимчивых к расщеплению цепей и/или разрушению кристаллической структуры в ходе физической обработки.
[00120] Способы механической обработки углеводсодержащего материала включают, например, размол или дробление. Размол можно выполнить с применением, например, молотковой дробилки, шаровой мельницы, коллоидной мельницы, конической или конусной мельницы, дисковой мельницы, бегунковой мельницы, мельницы Уайли, зерновой мельницы или другой мельницы. Дробление можно осуществить с применением, например, резательной дробилки/дробилки ударного действия. Некоторые типичные дробилки включают жерновые дробилки, штифтовые дробилки, кофейные дробилки и гратосниматели. Дробление или размол можно обеспечить, например, с помощью возвратно-поступательного штифта или другого элемента, как это имеет место в штифтовой мельнице. Другие механические способы обработки включают механическую
продольную резку или разрывание, другие способы, в которых волокна оказывают давление, и дробление путем истирания под действием воздуха. Подходящие способы механической обработки дополнительно включают любой другой способ, продолжающий разрушение внутренней структуры материала, которое было инициировано предыдущими стадиями обработки.
[00121] Системы механической подготовки сырья можно выполнить с возможностью получения потоков с конкретными характеристиками, такими как, например, конкретные максимальные размеры, конкретные соотношения длины к ширине или конкретные отношения площадей поверхности. Физическая подготовка позволяет увеличить скорость реакций, улучшить движение материала на транспортере, улучшить профиль облучения материала, улучшить однородность облучения материала или снизить требуемое время обработки путем раскрытия материалов и превращения их в более доступные материалы для процессов и/или реагентов, таких как реагенты в растворе.
[00122] Объемной плотностью исходного сырья можно управлять (например, увеличивать). В некоторых случаях может быть желательным получить материал с низкой объемной плотностью, например, путем уплотнения материала (например, уплотнение может сделать более легким и менее дорогостоящим перемещение материала в другое место) и затем возвращения материала к состоянию с более низкой объемной плотностью (например, после перемещения). Материал можно уплотнить, например, от менее примерно 0,2 г/см. куб. до более примерно 0,9 г/см. куб. (например, менее примерно 0,3 до более примерно 0,5 г/см. куб., менее примерно 0,3 до более примерно 0,9 г/см. куб., менее примерно 0,5 до более примерно 0,9 г/см. куб., менее примерно 0,3 до более примерно 0,8 г/см. куб., менее примерно 0,2 до более примерно 0,5 г/см. куб.). Например, материал можно уплотнить с помощью способов и оборудования, описанных Medoff в патенте США № 7932065 и международной публикации № WO 2008/073186 (которая была подана 26 октября 2007 года, опубликована на английском языке и предназначена для Соединенных Штатов), полные описания которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Уплотненные материалы можно обработать любыми способами, описанными в настоящей заявке, или любой материал, обработанный с помощью любого из способов, описанных в настоящей заявке, можно впоследствии подвергнуть уплотнению.
[00123] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения материал, подлежащий обработке, находится в форме волокнистого материала, содержащего волокна, полученные при приложения сдвиговых усилий к источнику волокон. Например, указанное приложение сдвиговых усилий можно выполнить с помощью ротационного ножевидного инструмента.
[00124] Например, к источнику волокон, например, который является трудно разлагаемым или который имел пониженные уровни сопротивляемости обработке, можно приложить сдвиговые усилия, например, в ротационном ножевидном инструменте, с получением первого волокнистого материала. Первый волокнистый материал пропускают через первое сито, например, со средним размером отверстий 1,59 мм или менее (1/16 дюйма, 0,0625 дюйма), и получают второй волокнистый материал. При необходимости, источник волокон можно разрезать перед приложением сдвиговых усилий, например, с помощью шредера. Например, при использовании бумаги в качестве источника волокон, бумагу можно сначала нарезать на полоски, которые, например, имеют ширину от % (примерно 0,635 см) до 1/2-дюйма (примерно 1,27 см), используя шредер, например, вращающийся в противоположных направлениях шнековый шредер, такой как шредеры, производимые компанией Munson (Ютика, Нью-Йорк). В качестве альтернативы размельчению (shredding), размер бумаги можно уменьшить путем резки до требуемого размера с помощью гильотинной резательной машины. Например, гильотинную резательную машину можно использовать для разрезания бумаги на листы, например, шириной 10 дюймов (примерно 25,4 см) и длиной 12 дюймов (примерно 30,5 см).
[00125] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения приложение сдвиговых усилий к источнику волокон и пропускание полученного первого волокнистого материала через первое сито выполняют одновременно. Приложение сдвиговых усилий и пропускание также можно осуществить в процессе с периодической загрузкой.
[00126] Например, ротационный ножевидный инструмент можно использовать для одновременного нарезания источника волокон и просеивания первого волокнистого материала. Ротационный ножевидный инструмент содержит бункер,
который можно загрузить обрезками источника волокна, полученными при нарезании указанного источника.
[00127] Согласно другим вариантам реализации изобретения перед осахариванием и/или ферментацией исходное сырье обрабатывают физическим способом. Физические способы обработки могут включать один или более из любых способов, описанных в настоящей заявке, такие как механическая обработка, химическая обработка, облучение, обработка ультразвуком, окисление, пиролиз или паровой взрыв. Способы обработки можно использовать при комбинации двух, трех, четырех или даже всех из описанных технологий (в любом порядке). При применении более чем одного способа обработки указанные способы можно применять одновременно или в разное время. Кроме того, можно использовать другие способы, изменяющие молекулярную структуру исходного сырья на основе биомассы, по отдельности или в комбинации со способами, описанными в настоящей заявке.
[00128] Механические способы обработки, которые можно использовать, и характеристики механически обработанных углеводсодержащих материалов более подробно описаны в публикации заявки на патент США 2012/0100577 А1, поданной 18 октября 2011 года, полное описание которых тем самым включено в настоящий документ посредством ссылки.
ОБРАБОТКА УЛЬТРАЗВУКОМ, ПИРОЛИЗ, ОКИСЛЕНИЕ, ПАРОВОЙ ВЗРЫВ
[00129] При необходимости, вместо облучения или наряду с ним можно использовать один или более способов, выбранных из обработки ультразвуком, пиролиза, окислительных способов или способов на основе парового взрыва, для уменьшения или дальнейшего уменьшения сопротивляемости углеводсодержащего материала обработке. Например, указанные способы можно применять перед облучением, во время и/или после него. Такие способы подробно описаны Medoff в патенте США № 7,932,065, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ПРОДУКТЫ
[00130] Применяя процессы, описанные в настоящей заявке, материал биомассы можно превратить в один или более продуктов, таких как энергия, топлива, продукты питания и материалы. Например, промежуточные соединения и продукты, такие как органические кислоты, соли органических кислот, ангидриды, эфиры органических кислот и топлива, например, топлива для двигателей внутреннего сгорания или сырьевые материалы для топливных элементов. В настоящей заявке описаны системы и процессы, в которых можно использовать в качестве исходного сырья целлюлозные и/или лигноцеллюлозные материалы, которые являются легкодоступными, но часто трудно поддаются обработке, например, потоки бытовых отходов и потоки макулатуры, такие как потоки, содержащие газетную бумагу, крафт-бумагу, гофрированную бумагу или их смеси.
[00131] Специфические примеры продуктов включают, но не ограничиваются ими, водород, сахара (например, глюкозу, ксилозу, арабинозу, маннозу, галактозу, фруктозу, дисахариды, олигосахариды и полисахариды), спирты (например, одноатомные спирты или двухатомные спирты, так как этанол, н-пропанол, изобутанол, вторичный бутанол, трет-бутанол или н-бутанол), гидратированные или содержащие воду спирты (например, содержащие больше 10%, 20%, 30% или даже больше 40% воды), биодизельное топливо, органические кислоты, углеводороды (например, метан, этан, пропан, изобутен, пентан, н-гексан, биодизельное топливо, биобензин и их смеси), попутные продукты (например, белки, такие как разлагающие клетчатку белки (ферменты) или одноклеточные белки) и смеси любых из указанных соединений в любой комбинации или относительной концентрации и, возможно, в комбинации с любыми добавками (например, топливными добавками). Другие примеры включают карбоновые кислоты, соли карбоновой кислоты, смесь карбоновых кислот и солей карбоновых кислот и сложные эфиры карбоновых кислот (например, метиловый, этиловый и н-пропиловые сложные эфиры), кетоны (например, ацетон), альдегиды (например, ацетальдегид), альфа- и бета-ненасыщенные кислоты (например, акриловую кислоту) и олефины (например, этилен). Другие спирты и производные спиртов включают пропанол, пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,3-пропандиол, сахарные спирты (например, эритритол, гликоль, глицерин, сорбит, треитол, арабитол, рибитол, маннитол, дульцит, фуситол, идитол, изомальт, мальтитол, лактитол, ксилит и другие полиолы) и метиловые или этиловые сложные эфиры любого из перечисленных спиртов. Другие продукты включают метилакрилат,
метилметакрилат, D-молочную кислоту, L-молочную кислоту, пировиноградную кислоту, полимолочную кислоту, лимонную кислоту, муравьиную кислоту, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, масляную кислоту, янтарную кислоту, валериановую кислоту, капроновую кислоту, 3-гидроксипропионовую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, щавелевую кислоту, малоновую кислоту, глутаровую кислоту, олеиновую кислоту, линоленовую кислоту, гликолевую кислоту, гамма-гидроксимасляную кислоту и их смеси, соли любых из перечисленных кислот, смеси любых кислот и их соответствующие соли.
[00132] Любую комбинацию перечисленных выше продуктов друг с другом и/или перечисленных выше продуктов с другими продуктами, при этом другие продукты можно получить с применением способов, описанных в настоящей заявке или иным образом, можно упаковать вместе и продавать в виде продуктов. Продукты можно объединять, например, перемешивать, смешивать, или совместно растворять или можно просто упаковать или продавать вместе.
[00133] Любой из продуктов или комбинаций продуктов, описанных в настоящей заявке, можно дезинфицировать или стерилизовать перед продажей продуктов, например, после очистки или выделения или даже после упаковки, для нейтрализации одного или более потенциально нежелательных загрязняющих веществ, которые могут присутствовать в продукте (продуктах). Такую санацию можно осуществить путем бомбардировки электронами, например, с дозой меньше примерно 20 Мрад, например, от примерно 0,1 Мрад до 15 Мрад, от примерно 0,5 Мрад до 7 Мрад или от примерно 1 Мрад до 3 Мрад.
[00134] Процессы, описанные в настоящей заявке, позволяет получать потоки различных побочных продуктов, которые можно использовать для генерирования пара и электричества для применения в других частях предприятия (совместное производство тепловой и электрической энергии) или продавать на открытом рынке. Например, пар, образующийся при горении потоков побочных продуктов, можно использовать в процессе дистилляции. В качестве другого примера, электричество, генерируемое при горении потоков побочных продуктов, можно использовать в электронно-лучевых генераторах, применяемых при предварительной обработке.
[00135] Побочные продукты, используемые для генерирования пара и электричества, получают из нескольких источников на всем протяжении процесса. Например, анаэробное сбраживание сточных вод позволяет получить биогаз с высоким уровнем метана и маленьким количеством отработанной биомассы (шлама). В качестве другого примера, можно использовать твердые вещества, полученные после осахаривания и/или после дистилляции (например, непрореагировавший лигнин, целлюлозу и гемицеллюлозу, оставшуюся от предварительной обработки и первичных процессов), например, сжигая их в качестве топлива.
[00136] Другие промежуточные соединения и продукты, в том числе продукты питания и фармацевтические продукты, описаны в публикации заявки на патент США 2010/0124583 А1, принадлежащей Medoff, опубликованной 20 мая 2010 года, полное описание которой тем самым включено в настоящий документ посредством ссылки.
ПРОДУКТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ ЛИГНИНА
[00137] Считается, что отработанная биомасса (например, отработанный лигноцеллюлозный материал), полученная в результате лигноцеллюлозной обработки описанными способами, имеет высокое содержание лигнина и помимо того, что ее можно использовать для получения энергии посредством сжигания в установке для совместного производства тепловой и электрической энергии, может применяться в качестве других ценных продуктов. Например, лигнин можно использовать как есть в качестве пластмассы или его свойства можно улучшить синтетическими способами для получения другой пластмассы. В некоторых случаях, лигнин также можно превратить в лигносульфонаты, которые можно использовать в качестве связующих веществ, диспергаторов, эмульгаторов или в качестве комплексообразующих агентов.
[00138] При применении в качестве связующего вещества, лигнин или лигносульфонат можно, например, использовать в угольных брикетах, в керамических материалах, для связывания черного углерода, для связывания удобрений и гербицидов, в качестве пылеподавителя, при получении фанеры и прессованной древесины, для связывания кормов для животных, в качестве
связующего вещества для стекловолокна, в качестве связующего вещества в мастике для приклеивания линолеума и в качестве стабилизатора грунтов.
[00139] При применении в качестве диспергатора лигнин или лигносульфонаты можно использовать, например, в бетонных смесях, глиняных и керамических материалах, красителях и пигментах, при дублении кожи и в сухой штукатурке.
[00140] При применении в качестве эмульгатора лигнин или лигносульфонаты можно использовать, например, в асфальте, пигментах и красителях, пестицидах и парафиновых эмульсиях.
[00141] При применении в качестве комплексообразующего агента, лигнин или лигносульфонаты можно использовать, например, в системах питательных микроэлементах, чистящих составах и системах водоподготовки, например, для систем котлов и систем охлаждения.
[00142] В случае производства энергии лигнин в целом имеет более высокое энергосодержание, чем голоцеллюлоза (целлюлоза и гемицеллюлоза), поскольку он содержит больше углерода, чем голоцеллюлоза. Например, сухой лигнин может иметь энергосодержание от примерно 11000 БТЕ (примерно 25,6 МДж/кг) до 12500 БТЕ на фунт (примерно 29,1 МДж/кг) по сравнению с диапазоном от 7000 (примерно 16,3 МДж/кг) до 8000 БТЕ на фунт (примерно 18,6 МДж/кг) голоцеллюлозы. По существу, лигнин можно уплотнить и превратить в брикеты и гранулы, применяемые для сжигания. Например, лигнин можно превратить в гранулы с помощью любого способа, описанного в настоящей заявке. Для получения более медленногорящей гранулы или брикета лигнин можно подвергнуть сшиванию, например, применяя дозу облучения от примерно 0,5 Мрад до 5 Мрад. Сшивание позволяет получить более медленногорящий форм-фактор. Форм-фактор, такой как гранула или брикет, можно превратить в "синтетический уголь" или древесный уголь посредством пиролиза в отсутствие воздуха, например, при температуре от 400 до 950°С. Перед пиролизом может быть желательным сшивание лигнина для поддержания конструктивной целостности.
ОСАХАРИВАНИЕ
[00143] Для превращения исходного сырья в форму, которую можно легко обработать, глюкан- или ксилансодержащую целлюлозу в исходном сырье можно подвергать гидролизу с получением низкомолекулярных углеводов, таких как сахара, с помощью осахаривающего агента, например, фермента или кислоты, процесс, называемый осахариванием. Затем низкомолекулярные углеводы можно использовать, например, на существующем производственном предприятии, таком как предприятие по производству одноклеточного белка, предприятие по производству ферментов или предприятие по производству топлива, например, предприятие по производству этанола.
[00144] Исходное сырье можно подвергать гидролизу путем использования фермента, например, путем объединения материалов и фермента в растворителе, например, в водном растворе.
[00145] Согласно альтернативному варианту реализации изобретения ферменты могут поступать за счет организмов, которые разлагают биомассу, такую как целлюлозные и/или лигниновые части биомассы, содержат или продуцируют различные разлагающие клетчатку ферменты (целлюлазы), лигниназы или различные разрушающие биомассу метаболиты с маленькими молекулами. Указанные ферменты могут представлять собой комплекс ферментов, которые действуют синергически и разлагают кристаллические целлюлозные или лигниновые части биомассы. Примеры разлагающих клетчатку ферментов включают: эндоглюканазы, целлобиогидролазы и целлобиазы (бета-глюкозидазы).
[00146] Во время осахаривания целлюлозный субстрат можно сначала гидролизовать с помощью эндоглюканаз в случайных местах с получением олигомерных промежуточных соединений. Далее указанные промежуточные соединения становятся субстратами для экзотермического расщепления глюканаз, таких как целлобиогидролаза, с получением целлобиозы из концевых групп целлюлозного полимера. Целлобиоза представляет собой водорастворимый 1,4-связанный димер глюкозы. И наконец, целлобиаза расщепляет целлобиозу с получением глюкозы. Эффективность (например, время гидролиза и/или полнота гидролиза) такого процесса зависит от сопротивляемости обработке целлюлозного материала.
[00147] Соответственно, обработанные материалы биомассы можно осахаривать путем объединения материала и фермента целлюлаза в жидкой среде, например, водном растворе. В некоторых случаях, перед осахариванием материал кипятят, замачивают или варят в горячей воде, как описано Medoff и Masterman в публикации заявки на патент США 2012/0100577 А1, опубликованной 26 апреля 2012 года, полное описание которой включено в настоящий документ.
[00148] Процесс осахаривания можно частично или полностью осуществить в баке (например, в баке с объемом по меньшей мере 4000, 40000 или 500000 л), на производственном предприятии и/или его можно частично или полностью осуществить при перемещении, например, в железнодорожной цистерне, автоцистерне или в супертанкере или трюме судна. Время, необходимое для полного осахаривания, будет зависеть от условий обработки и применяемых углеводсодержащего материала и фермента. При проведении осахаривания на производственном предприятии в контролируемых условиях целлюлозу можно по существу полностью превратить в сахар, например, глюкозу, в течение от примерно 12 до 96 часов. Если осахаривание осуществляют частично или полностью при перемещении, осахаривание может занять больше времени.
[00149] В целом, предпочтительно, чтобы содержимое бака в ходе осахаривания перемешивали, например, используя струйное перемешивание, как описано в международной заявке на патент № PCT/US2010/035331, поданной 18 мая 2010 года, которая была опубликована на английском языке как WO 2010/135380 и предназначена для Соединенных Штатов, полное описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
[00150] Добавление поверхностно-активных веществ может увеличить скорость осахаривания. Примеры поверхностно-активных веществ включают неионные поверхностно-активные вещества, такие как полиэтиленгликолевые поверхностно-активные вещества Твин (Tween(r)) 20 или Твин (Tween(r)) 80, ионные поверхностно-активные вещества или амфотерные поверхностно-активные вещества.
[00151] В целом, предпочтительно, чтобы концентрация раствора сахара, полученного в результате осахаривания, была сравнительно высокой, например, больше 40% или больше 50, 60, 70, 80, 90 или даже больше 95% по массе. Воду можно удалить, например, путем испарения, для увеличения концентрации раствора сахара. Это уменьшит объем, подвергаемый перемещению, а также позволит подавить рост микробов в растворе.
[00152] Согласно альтернативному варианту реализации изобретения можно использовать растворы сахара с более низкими концентрациями, в этом случае может быть желательным добавление противомикробной добавки, например, антибиотика широкого спектра действия, при низкой концентрации, например, от 50 до 150 ррт. Другие подходящие антибиотики включают амфотерицин В, ампициллин, хлорамфеникол, ципрофлоксацин, гентамицин, гигромицин В, канамицин, неомицин, пенициллин, пуромицин, стрептомицин. Антибиотики будут подавлять рост микроорганизмов во время перемещении и хранения и их можно использовать при подходящих концентрациях, например, от 15 до 1000 ррт по массе, например, от 25 до 500 ррт или от 50 до 150 ррт. При необходимости, можно добавить антибиотик, даже если концентрация сахара сравнительно высокая. Согласно альтернативному варианту реализации изобретения можно использовать другие добавки с противомикробными или консервирующими свойствами. Противомикробная добавка (добавки) предпочтительно представляют собой пищевые добавки.
[00153] Раствор со сравнительно высокой концентрацией можно получить за счет ограничения количества воды, добавляемой к углеводсодержащему материалу с ферментом. Концентрацию можно регулировать, например, контролируя степень осахаривания. Например, концентрацию можно увеличить путем добавления в раствор большего количества углеводсодержащего материала. Для поддержания уровня сахара, который образуется в растворе, можно добавить поверхностно-активное вещество, например, одно из веществ, описанных выше. Кроме того, можно увеличить растворимость путем увеличения температуры раствора. Например, раствор можно поддерживать при температуре от 40 до 50°С, от 60 до 80°С или даже при более высокой температуре.
ОСАХАРИВАЮЩИЕ АГЕНТЫ
[00154] Подходящие разлагающие клетчатку ферменты включают целлюлазы, полученные из видов, относящихся к родам Bacillus, Coprinus, Myceliophthora, Cephalosporium, Scytalidium, Penicillium, Aspergillus, Pseudomonas, Humicola, Fusarium, Thielavia, Acremonium, Chrysosporium и Trichoderma, в частности целлюлазы, полученные с помощью штамма, выбранного из вида Aspergillus (см., например, публикацию Европейского патента № 0 458 162), Humicola insolens (переклассифицированного как Scytalidium thermophilum, см., например, патент США № 4,435,307), Coprinus cinereus, Fusarium oxysporum, Myceliophthora thermophila, Meripilus giganteus, Thielavia terrestris, Acremonium sp. (в том числе, но не ограничиваясь ими, A. persicinum, A. acremonium, A. brachypenium, А. dichromosporum, A. obclavatum, A. pinkertoniae, A. roseogriseum, A. incoloratum и А. furatum). Предпочтительные штаммы включают Humicola insolens DSM 1800, Fusarium oxysporum DSM 2672, Myceliophthora thermophila CBS 117.65, Cephalosporium sp. RYM-202, Acremonium sp. CBS 478.94, Acremonium sp. CBS 265.95, Acremonium persicinum CBS 169.65, Acremonium acremonium AHU 9519, Cephalosporium sp. CBS 535.71, Acremonium brachypenium CBS 866.73, Acremonium dichromosporum CBS 683,73, Acremonium obclavatum CBS 311.74, Acremonium pinkertoniae CBS 157.70, Acremonium roseogriseum CBS 134.56, Acremonium incoloratum CBS 146.62 и Acremonium furatum CBS 299.70H. Разлагающие клетчатку ферменты также можно получить из Chrysosporium, предпочтительно, штамма Chrysosporium lucknowense. Дополнительные штаммы, которые можно использовать, включают, но не ограничиваются ими, Trichoderma (в частности, Т. viride, Т. reesei и Т. koningii), алкалофильный Bacillus (см., например, патент США № 3,844,890 и публикацию Европейского патента № 0458162) и Streptomyces (см., например, публикацию Европейского патента № 0458162).
[00155] Наряду с ферментами или в комбинации с ними, для осахаривания лигноцеллюлозных и целлюлозных материалов можно использовать кислоты, основания и другие химические соединения (например, окислители). Указанные материалы можно использовать в любой комбинации или последовательности (например, до, после и/или во время добавления фермента). Например, можно использовать сильные минеральные кислоты (например, HCI, H2SO4, Н3РО4) и сильные основания (например, NaOH, КОН).
САХАРА
[00156] В процессах, описанных в настоящей заявке, например, после осахаривания, можно выделить сахара (например, глюкозу и ксилозу). Например, сахара можно выделить с помощью осаждения, кристаллизации, хроматографии (например, хроматографии с псевдодвижущимся слоем, хроматографии высокого давления), центрифугирования, экстракции, любого другого способа выделения, известного в данной области техники, и их комбинаций.
ГИДРИРОВАНИЕ И ДРУГИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ
[00157] Процессы, описанные в настоящей заявке, могут включать гидрирование. Например, глюкозу и ксилозу можно гидрировать с получением сорбита и ксилита, соответственно. Гидрирование можно выполнить путем применения катализатора (например, РМгамма-А^Оз, Ru/C, никелевого катализатора Ренея или других катализаторов, известных в данной области техники) в комбинации с Нг при высоком давлении (например, от 10 (примерно 69 кПа) до 12000 фунт/кв. дюйм (примерно 82,7 МПа)). Можно использовать другие виды химического превращения продуктов в результате процессов, описанных в настоящей заявке, например, производство продуктов, полученных из органического сахара (например, фурфурола и продуктов, полученных из фурфурола). Химические превращения полученных из сахара продуктов описаны в патенте США № 13/934,704, поданном 3 июля 2013 года, описание которого в полном объеме включено в настоящий документ посредством ссылки.
ФЕРМЕНТИРОВАНИЕ
[00158] Дрожжи и бактерии Zymomonas, например, можно использовать для ферментации или превращения сахара (Сахаров) в спирт (спирты). Ниже описаны другие микроорганизмы. Оптимальное значение рН для ферментации составляет от примерно 4 до 7. Например, оптимальное значение рН для дрожжей составляет от примерно 4 до 5, тогда как оптимальное значение рН для Zymomonas составляет от примерно 5 до 6. Типичное время ферментации составляет от примерно 24 до 168 часов (например, от 24 до 96 часов) при
температуре в диапазоне от 20°С до 40°С (например, от 26°С до 40°С), однако термофильные микроорганизмы предпочитают более высокие температуры.
[00159] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения, например, при применении анаэробных организмов, по меньшей мере часть ферментации проводят в отсутствие кислорода, например, в атмосфере инертного газа, такого как N2, Аг, Не, СО2 или их смеси. Кроме того, смесь можно постоянно продувать инертным газом, проходящим через бак при протекании части или всего процесса ферментации. В некоторых случаях, анаэробные условия можно достичь или поддерживать за счет образования диоксида углерода в процессе ферментации, при этом дополнительный инертный газ не требуется.
[00160] Согласно некоторым вариантам реализации изобретения весь или часть процесса ферментации можно прервать перед полным превращением низкомолекулярного сахара в продукт (например, этанол). Промежуточные продукты ферментации включают сахар и углеводы с высокими концентрациями. Сахара и углеводы можно выделить с применением любых средств, известных в данной области техники. Указанные промежуточные продукты ферментации можно использовать при получении продукта питания для потребления человеком или животным. Дополнительно или в качестве альтернативы, промежуточные продукты ферментации можно измельчить до тонкодисперсных частиц в лабораторной мельнице из нержавеющей стали и получить мукообразное вещество. В процессе ферментации можно использовать струйное перемешивание, и в некоторых случаях осахаривание и ферментацию выполняют в одном и том же баке.
[00161] Питательные вещества для микроорганизмов можно добавить во время осахаривания и/или ферментации, например, пакеты с пищевыми питательными веществами, описанные в публикации заявки на патент США 2012/0052536, поданной 15 июля 2011 года, полное описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
[00162] " Ферментация" включает способы и продукты, описанные в патентных заявках №№ PCT/US2012/71093 опубликованной 27 июня 2013 года, РСТ/ US2012/71907 опубликованной 27 июня 2012 года и PCT/US2012/71083
опубликованной 27 июня 2012 года, содержание которых в полном объеме включено в настоящий документ посредством ссылки.
[00163] Передвижные ферментеры можно использовать, как описано в международной патентной заявке № PCT/US2007/074028 (которая была подана 20 июля 2007 года, была опубликована на английском языке как WO 2008/011598 и предназначена для Соединенных Штатов) и в опубликованном патенте США № 8,318,453, содержание которых включено в настоящий документ в полном объеме. Подобным образом, оборудование для осахаривания может быть передвижным. Кроме того, осахаривание и/или ферментацию можно частично или полностью осуществить во время перевозки.
ФЕРМЕНТИРУЮЩИЕ АГЕНТЫ
[00164] Микроорганизм(ы), применяемые при ферментации, могут представлять собой природные микроорганизмы и/или сконструированные микроорганизмы. Например, микроорганизм может представлять собой бактерию (в том числе, но не ограничиваясь ими, например, бактерию, разлагающую клетчатку), гриб, (в том числе, но не ограничиваясь ими, например, дрожжи), растение, протист, например, простейшее или грибоподобный протист (в том числе, но не ограничиваясь ими, например, слизевик) или морские водоросли. При совместимости организмов можно использовать смеси организмов.
[00165] Подходящие ферментирующие микроорганизмы обладают способностью превращать углеводы, такие как глюкоза, фруктоза, ксилоза, арабиноза, манноза, галактоза, олигосахариды или полисахариды, в продукты ферментации. Ферментирующие микроорганизмы включают штаммы рода Saccharomyces spp. (в том числе, но не ограничиваясь ими, S. cerevisiae (пекарские дрожжи), S. distaticus, S. uvarum), рода Kluyveromyces, (в том числе, но не ограничиваясь ими, К. marxianus, К. fragilis), рода Candida (в том числе, но не ограничиваясь ими, С. pseudotropicalis и С. brassicae), Pichia stipitis (родственник Candida shehatae), рода Clavispora (в том числе, но не ограничиваясь ими, С. lusitaniae и С. opuntiae), рода Pachysolen (в том числе, но не ограничиваясь ими, P. tannophilus), рода Bretannomyces (в том числе, но не ограничиваясь ими, например, В. Clausenii (Philippidis, G. P., 1996, Cellulose byconversion technology, в Handbook on
Bioethanol: Production and Utilization, Wyman, C.E., ed., Taylor & Francis, Washington, DC, 179-212)). Другие подходящие микроорганизмы включают, например, Zymomonas mobilis, Clostridium spp. (в том числе, но не ограничиваясь ими, С. thermocellum (Philippidis, 1996, supra), С. saccharobutylacetonicum, С. tyrobutyricum С. saccharobutylicum, С. Puniceum, С. beijernckii и С. acetobutylicum), Moniliella spp. (в том числе, но не ограничиваясь ими, М. pollinis, М. tomentosa, М. madida, М. nigrescens, М. oedocephali, М. megachiliensis), Yarrowia lipolytica, Aureobasidium sp., Trichosporonoides sp., Trigonopsis variabilis, Trichosporon sp., Moniliellaacetoabutans sp., Typhula variabilis, Candida magnoliae, Ustilaginomycetes sp., Pseudozyma tsukubaensi, дрожжевые виды родов Zygosaccharomyces, Debaryomyces, Hansenula и Pichia и грибы рода dematioid Torula (например, T.corallina).
[00166] Дополнительные микроорганизмы включают группу Lactobacillus. Примеры включают Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus coryniformis, например, Lactobacillus coryniformis подвид torquens, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus brevis. Другие микроорганизмы включают Pediococus penosaceus, Rhizopus oryzae.
[00167] Некоторые организмы, такие как бактерии, дрожжи и грибы, можно использовать для ферментации продуктов, полученных из биомассы, таких как сахара и спирты, с получением янтарной кислоты и подобных продуктов. Например, организмы можно выбрать из: Actinobacillus succinogenes, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Mannheimia succiniciproducens, Ruminococcus flaverfaciens, Ruminococcus albus, Fibrobacter succinogenes, Bacteroides fragilis, Bacteroides ruminicola, Bacteroides amylophilus, Bacteriodes succinogenes, Mannheimia succiniciproducens, Corynebacterium glutamicum, Aspergillus niger, Aspergillus fumigatus, Byssochlamys nivea, Lentinus degener, Paecilomyces varioti, Penicillium viniferum, Saccharomyces cerevisiae, Enterococcus faecali, Prevotella ruminicolas, Debaryomyces hansenii, Candida eaten и lata VKM Y-5, C. mycoderma VKM Y-240, C. rugosa VKM Y-67, C. paludigena VKM Y-2443, C. utilis VKM Y-74, C. utilis 766, C. zeylanoides VKM Y-6, C. zeylanoides VKM Y-14, C. zeylanoides VKM Y-2324, C. zeylanoides VKM Y-1543, C. zeylanoides VKM Y-2595, C. valida VKM Y-934, Kluyveromyces wickerhamii VKM Y-589, Pichia anomala VKM Y-118, P. besseyi VKM Y-2084, P. media VKM Y-1381, P. guilliermondii H-P-4, P. guilliermondii 916, P. inositovora VKM Y-2494, Saccharomyces cerevisiae VKM Y-381, Torulopsis Candida
127, Т. Candida 420, Yarrowia lipolytica 12a, Y. lipolytica VKM Y-47, Y. lipolytica 69, Y. lipolytica VKM Y-57, Y. lipolytica 212, Y. lipolytica Z1AIA, Y. lipolytica 585, Y. lipolytica 695, Y. lipolytica 704 и смесей перечисленных организмов.
[00168] Многие такие микробные штаммы являются общедоступными, и их можно приобрести на рынке или через хранилища, такие как АТСС (Американская коллекция клеточных культур, Манассас, Вирджиния, США), NRRL (Коллекция клеточных культур Службы сельскохозяйственных исследований, Пеория, Иллинойс, США) или DSMZ (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Брауншвейг, Германия), в частности.
[00169] Коммерчески доступные дрожжи включают, например, Ред Стар (Red Star(r))/.Tlecacbcbpe Этанол Ред (Lesaffre Ethanol Red) (которые можно приобрести в компании Red Star/Lesaffre, США), ФАПИ (FALI(r)) (которые можно приобрести в компании Fleischmann's Yeast, подразделение Burns Philip Food Inc., США), СУПЕРСТАРТ (SUPERSTART(r)) (которые можно приобрести в компании Alltech, в настоящее время Lalemand), ГЕРТ СТРАНД (GERT STRAND(r)) (которые можно приобрести в компании Gert Strand АВ, Швеция) и ФЕРМОЛ (FERMOL(r)) (которые можно приобрести в компании DSM Specialties).
ДИСТИЛЛЯЦИЯ
[00170] После ферментации полученные жидкости можно подвергать дистилляции с применением, например, "бражной колонны", для отделения этанола и других спиртов от основного объема воды и остаточной твердой фазы. Пар, выходящий из бражной колонны, может представлять собой, например, 35% по массе этанол и может быть загружен в ректификационную колонну. Смесь почти азеотропного (92,5%) этанола и воды из ректификационной колонны можно очистить с получением чистого (99,5%) этанола, используя парофазные молекулярные сита. Кубовые остатки бражной колонны можно направить на первую ступень трехступенчатого испарителя. Обратный холодильник ректификационной колонны может обеспечить тепло для такой первой ступени испарителя. После первой ступени испарителя твердое вещество можно отделить с применением центрифуги и высушить в барабанной сушилке. Часть (25%) продукта из центрифуги можно повторно использовать для ферментации, а остаток направить
на вторую и третью ступени испарителя. Большую часть конденсата из испарителя можно вернуть в процесс в виде довольно чистого конденсата, при этом небольшую часть отделяют и направляют на обработку сточных вод для предотвращения накопления низкокипящих соединений.
УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
[00171] Согласно другим вариантам реализации изобретения с помощью способов и систем, описанных в настоящей заявке, можно обработать углеводородсодержащие материалы. Любой процесс, описанный в настоящей заявке, можно использовать для обработки любого углеводородсодержащего материала, описанного в настоящей заявке. Подразумевают, что "углеводородсодержащие материалы", применяемые в настоящей заявке, включают нефтеносные пески, нефтеносный сланец, битуминозные пески, угольную пыль, угольную суспензию, битум, различные типы угля и другие природные и синтетические материалы, содержащие как углеводородные компоненты, так и твердое вещество. Твердое вещество может включать горную породу, песок, глину, камень, ил, буровой шлам или другое твердое органическое и/или неорганическое вещество. Указанный термин также может включать отходы, такие как отходы и побочные продукты бурения, отходы и побочные продукты при переработке нефти или другие отходы, содержащие углеводородные компоненты, такие как асфальтовая кровельная плитка и покрытие, асфальтовое дорожное покрытие и т.п.
[00172] Согласно другим вариантам реализации, в которых используются способы и системы, описанные в настоящей заявке, могут быть обработаны древесина и содержащие древесину продукты. Например, могут быть обработаны древесные продукты, такие как панели, листы, слоистые материалы, балки, древесностружечные плиты, композиты, грубая древесная обрезь, мягкая древесина и твердая древесина. Кроме того, могут быть обработаны срубленные деревья, кустарник, древесные стружки, древесные опилки, корни, кора, пни, разлагающаяся древесина и другая древесина, содержащая материал биомассы.
СИСТЕМЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
[00173] Различные системы для перемещения можно использовать для перемещения материалов биомассы, например, как описано, в камеру и под пучок электронов в камере. Типичные транспортеры представляют собой ленточные транспортеры, пневматические транспортеры, винтовые транспортеры, тележки, поезда, поезда или тележки на рельсах, подъемники, фронтальные погрузчики, экскаваторы типа обратная лопата, краны, можно использовать различные скребки и лопаты, вагонетки и загрузочные устройства. Например, в различных процессах, описанных в настоящей заявке, можно использовать вибрационные транспортеры. Вибрационные транспортеры описаны в PCT/US2013/64289, поданной 10 октября 2013 года, полное описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
[00174] Вибрационные транспортеры особенно полезны для распределения материала по поверхности и обеспечения равномерного слоя на поверхности желоба транспортера. Например, исходное сырье может образовывать груду материала, которая может иметь высоту, составляющую по меньшей мере четыре фута (примерно 122 см) (например, по меньшей мере примерно 3 фута (примерно 91 см), по меньшей мере примерно 2 фута (примерно 61 см), по меньшей мере примерно 1 фут (примерно 30,5 см), по меньшей мере примерно 6 дюймов (15,24 см), по меньшей мере примерно 5 дюймов (12,7 см), по меньшей мере примерно, 4 дюйма (10,16 см), по меньшей мере примерно 3 дюйма (7,62 см), по меньшей мере примерно 2 дюйма (5,08 см), по меньшей мере примерно 1 дюйм (2,54 см), по меньшей мере примерно % дюйма (1,27 см)), и ширину, меньшую, чем ширина транспортера (например, менее примерно 10%, менее примерно 20%, менее примерно 30%, менее примерно 40%, менее примерно 50%, менее примерно 60%, менее примерно 70%, менее примерно 80%, менее примерно 90%, менее примерно 95%, менее примерно 99%). Вибрационный транспортер позволяет распределять материал таким образом, чтобы охватить всю ширину желоба транспортера и обеспечить равномерную толщину, предпочтительно, как описано выше. В некоторых случаях, можно использовать дополнительный способ распределения. Например, распределитель, такой как разбрасыватель, разбрасыватель каплями (drop spreader) (например, CHRISTY SPREADER(tm)) или их комбинации можно использовать для распределения (например, размещения, разливания, разбрасывания и/или разбрызгивания) сырьевого материала по большой площади. В некоторых случаях распределитель может доставлять
биомассу на вибрационный транспортер в виде широкого ливня или завесы. Кроме того, с помощью второго транспортера, расположенного выше относительно первого транспортера (например, первый транспортер используют при облучении сырьевого материала), можно сбрасывать биомассу на первый транспортер, при этом второй транспортер может иметь ширину, которая в поперечном направлении относительно направления транспортировки меньше, чем ширина первого транспортера. В частности, если второй транспортер представляет собой вибрационный транспортер, сырьевой материал распределяется под действием второго и первого транспортера. Согласно некоторым возможным вариантам реализации изобретения, второй транспортер упирается в отвод с косым поперечным разрезом (например, с косым разрезом с соотношением 4:1), так что материал можно сбрасывать на первый транспортер в виде широкой завесы (например, более широкой, чем ширина второго транспортера). Начальная площадь биомассы, сбрасываемой посредством распределителя (например, разбрасывателя, гравитационного разбрасывателя, транспортера или вибрационного транспортера с поперечным разрезом) может включать всю ширину первого вибрационного транспортера или может включать часть такой ширины. После падения на транспортер, материал под действием вибраций транспортера распределяется даже более равномерно, так что вся ширина транспортера предпочтительно покрывается равномерным слоем биомассы. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения можно использовать комбинации распределителей. Некоторые способы распределения исходного сырья описаны в патенте США № 7,153,533, поданном 23 июля 2002 года и опубликованном 26 декабря 2006 года, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.
[00175] В целом, предпочтительно перемещать материал через пучок электронов как можно быстрее для максимизирования пропускной способности. Например, материал можно перемешать со скоростями, составляющими по меньшей мере 1 фут/мин (примерно 0,31 м/мин), например, по меньшей мере 2 фут/мин (примерно 0,61 м/мин), по меньшей мере 3 фут/мин (примерно 0,91 м/мин), по меньшей мере 4 фут/мин (примерно 1,22 м/мин), по меньшей мере 5 фут/мин (примерно 1,52 м/мин), по меньшей мере 10 фут/мин (примерно 3,05 м/мин), по меньшей мере 15 фут/мин (примерно 4,57 м/мин), по меньшей мере 20 (примерно 6,09 м/мин), по меньшей мере 25 (примерно 7,62 м/мин), по меньшей мере 30 (примерно 9,14
м/мин), по меньшей мере 40 (примерно 12,19 м/мин), по меньшей мере 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), по меньшей мере 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), по меньшей мере 70 фут/мин (примерно 21,34 м/мин), по меньшей мере 80 фут/мин (примерно 24,38 м/мин), по меньшей мере 90 фут/мин (примерно 27,43 м/мин). Скорость перемещения связана с током пучка и заданной дозой облучения, например, в случае биомассы толщиной % дюйма (0,635 см), распределенной по транспортеру шириной 5,5 футов (примерно 1,68 см), и 100 мА, для обеспечения достаточной дозы облучения транспортер может перемещаться со скоростью примерно 20 футов/мин (примерно 6,096 м/мин), при 50 мА транспортер может перемещаться со скоростью примерно 10 футов/мин (примерно 3,048 м/мин) для обеспечения приблизительно такой же дозы облучения.
[00176] Скорость, с которой материал может перемещаться, зависит от формы и массы перемещаемого материала и требуемой обработки. Текучие материалы, например, зернистые материалы, особенно поддаются перемещению с помощью вибрационных транспортеров. Скорости перемещения могут, например, составлять по меньшей мере 100 фунт/ч (примерно 45 кг/ч) (например, по меньшей мере 500 фунт/ч (примерно 227 кг/ч), по меньшей мере 1000 фунт/ч (примерно 454 кг/ч), по меньшей мере 2000 фунт/ч (примерно 907 кг/ч), по меньшей мере 3000 фунт/ч (примерно 1361 кг/ч), по меньшей мере 4000 фунт/ч (примерно 1814 кг/ч), по меньшей мере 5000 фунт/ч (примерно 2268 кг/ч), по меньшей мере 10000 фунт/ч (примерно 4536 кг/ч), по меньшей мере 15000 фунт/ч (примерно 6804 кг/ч) или даже по меньшей мере 25000 фунт/ч (примерно 11340 кг/ч)). Некоторые типичные скорости перемещения могут составлять от примерно 1000 (примерно 454 кг/ч) до 10000 фунт/ч (примерно 4536 кг/ч), (например, от примерно 1000 фунт/ч (примерно 454 кг/ч) до 8000 фунт/ч (примерно 3629 кг/ч), от примерно 2000 (примерно 907 кг/ч) до 7000 фунт/ч (примерно 3175 кг/ч), от примерно 2000 (примерно 907 кг/ч) до 6000 фунт/ч (примерно 2722 кг/ч), от примерно 2000 (примерно 907 кг/ч) до 5000 фунт/ч (примерно 2268 кг/ч), от примерно 2000 (примерно 907 кг/ч) до 4500 фунт/ч (примерно 2041 кг/ч), от примерно 1500 (примерно 680 кг/ч) до 5000 фунт/ч (примерно 2268 кг/ч), от примерно 3000 (примерно 1361 кг/ч) до 7000 фунт/ч (примерно 3175 кг/ч), от примерно 3000 (примерно 1361 кг/ч) до 6000 фунт/ч (примерно 2722 кг/ч), от примерно 4000 (примерно 1814 кг/ч) до 6000 фунт/ч (примерно 2722 кг/ч) и от примерно 4000 (примерно 1814 кг/ч) до 5000 фунт/ч (примерно 2268 кг/ч)).
Типичные скорости перемещения зависят от плотности материала. Например, для биомассы с плотностью примерно 35 фунт/фут3 (примерно 0,56 г/см3) и при скорости перемещения примерно 5000 фунт/ч (примерно 2268 кг/ч), материал перемещается со скоростью примерно 143 фут3/ч (примерно 4 м3/ч), если толщина материала составляет %" (0,635 см) и ширина желоба составляет 5,5 футов (примерно 168 см), материал перемещают со скоростью примерно 1250 фут/ч (381 м/ч) (примерно 21 фут/мин (примерно 6,40 м/мин)). Поэтому скорости перемещения материала могут сильно варьировать. Предпочтительно, например, слой биомассы толщиной %" перемещают со скоростями от примерно 5 (примерно 1,52 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин) (например, от примерно 5 (примерно 1,52 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 6 (примерно 1,82 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 7 (примерно 2,13 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 8 (примерно 2,44 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 9 (примерно 2,74 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 10 (примерно 3,05 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 11 (примерно 3,35 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 12 (примерно 3,66 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 13 (примерно 3,96 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 14 (примерно 4,27 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 15 (примерно 4,57 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 20 (примерно 6,10 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 30 (примерно 9,14 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 40 (примерно 12,19 м/мин) до 100 фут/мин (примерно 30,48 м/мин), от примерно 2 (примерно 0,61 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 3 (примерно 0,91 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 5 (примерно 1,52 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 6 (примерно 1,83 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 7 (примерно 2,13 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 8 (примерно 2,44 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 9 (примерно 2,74 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 10 (примерно 3,05 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 15 (примерно 4,57 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 20 (примерно 6,10 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 30 (примерно 9,14 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 40
(примерно 12,19 м/мин) до 60 фут/мин (примерно 18,29 м/мин), от примерно 2 (примерно 0,61 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 3 (примерно 0,91 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 5 (примерно 1,52 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 6 (примерно 1,83 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 7 (примерно 2,13 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 8 (примерно 2,44 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 9 (примерно 2,74 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 10 (примерно 3,05 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 15 (примерно 4,57 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 20 (примерно 6,10 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 30 (примерно 9,14 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин), от примерно 40 (примерно 12,19 м/мин) до 50 фут/мин (примерно 15,24 м/мин)). Предпочтительно, что материал перемещают при постоянной скорости, например, для поддержания постоянного облучения материала при его прохождении под пучком электронов (например, под ливнем, полем).
[00177] Описанные вибрационные транспортеры могут включать сита, применяемые для просеивания и сортировки материалов. Портовые отверстия на боку или на дне желобов можно использовать для сортировки, отбора или удаления специфических материалов, например, в зависимости от размера или формы. Некоторые транспортеры имеют противовесы для уменьшения динамических сил, действующих на опорную структуру. Некоторые вибрационные транспортеры выполнены в виде шнековых подъемников, спроектированы таким образом, что могут огибать поверхности и/или спроектированы с возможностью сбрасывания материал с одного транспортера на другой (например, на ступень, каскад или на ряд ступеней или лестницу). Наряду с перемещением материалов транспортеры можно использовать, сами по себе или в сочетании с другим оборудованием или системами, для просеивания, отбора, сортировки, классификации, распределения, сортировки по размеру, технического контроля, извлечения, удаления металлов, замораживания, перемешивания, смешивания, ориентирования, нагревания, тепловой обработки, сушки, обезвоживания, очистки, промывания, выщелачивания, гашения, нанесения покрытий, обеспыливания и/или подачи. Транспортеры также могут содержать покрытия (например, пыленепроницаемые покрытия), затворы с боковой выгрузкой, затворы
с выгрузкой через дно, специальные прокладки (например, прокладки, предотвращающие слипание, прокладки из нержавеющей стали, резины, специализированной стали и/или рифленые прокладки), секционные желоба, ванны для гашения, сита, перфорированные плиты, детекторы (например, детекторы металла), высокотемпературные устройства, устройства для пищевых продуктов, нагреватели, сушилки и/или охладители. Кроме того, желоб может иметь различные формы, например, иметь плоское дно, V-образное дно, содержать в верхней части фланец, иметь изогнутое дно, иметь плоскую форму с выступами в любом направлении, иметь трубчатую форму, форму полутрубы, иметь покрытие или иметь любые комбинации из перечисленных выше форм. В частности, транспортеры могут быть связаны с системами и/или оборудованием для облучения.
[00178] Транспортеры (например, вибрационный транспортер) можно изготовить из коррозионностойких материалов. При изготовлении транспортеров можно использовать конструкционные материалы, которые включают нержавеющую сталь (например, нержавеющую сталь 304, 316, сплавы ХАСТЕЛЛОУ (HASTELLOY(r)) и сплавы ИНКОНЕЛЬ (INCONEL(r))). Например, коррозионностойкие сплавы ХАСТЕЛЛОУ (HASTELLOY(r)) от компании Hynes (Кокомо, Индиана, США), такие как сплав HASTELLOY(r) В-3(r), сплав HASTELLOY(r) HYBRID-BC1(r), сплав HASTELLOY(r) С-4, сплав HASTELLOY(r) С-22(r), сплав HASTELLOY(r) C-22HS(r), сплав HASTELLOY(r) С-276, сплав HASTELLOY(r) С-2000(r), сплав HASTELLOY(r) G-30(r), сплав HASTELLOY(r) G-35(r), сплав HASTELLOY(r) N и сплав HASTELLOY(r) ULTIMET(r).
[00179] Вибрационные транспортеры могут иметь не прилипающие антиадгезионные покрытия, например, TUFFLON(tm) (Dupont, Делавэр, США). Вибрационные транспортеры также могут иметь антикоррозионные покрытия. Например, покрытия, которые может поставлять компания Metal Coatings Corp (Хьюстон, Техас, США), и другие покрытия, такие как фторполимерное покрытие, покрытие КСИЛАН (XYLAN(r)), покрытие из дисульфида молибдена, эпоксидно-фенольное покрытие, покрытие из фосфатов черных металлов, полиуретановое высокоглянцевое верхнее покрытие для эпоксидной смолы, покрытие из неорганического цинка, политетрафторэтилена, покрытие ППС/РИТОН (PPS/RYTON(r)), фторированное этиленпропиленовое покрытие, покрытие
ПВДФ/ДИКОР (PVDF/DYKOR(r)), ЭСТФЕ/ХАЛАР (ECTFE/HALAR(r)) и керамическое эпоксидное покрытие. Указанные покрытия могут улучшать устойчивость к технологическим газам (например, озону), химической коррозии, точечной коррозии, истирающей коррозии и окислению.
[00180] В некоторых случаях наряду с системами для перемещения, описанными в настоящем документе, одну или более других систем для перемещения можно заключить в кожух. При применении оболочки, помещенный в оболочку транспортер можно также продувать инертным газом для поддержания атмосферы с пониженным уровнем кислорода. Поддержание низких уровней кислорода позволяет избежать образования озона, который в некоторых случаях является нежелательным вследствие его реакционноспособности и токсичной природы. Например, кислород может составлять менее примерно 20% (например, менее примерно 10%, менее примерно 1%, менее примерно 0,1%, менее примерно 0,01% или даже менее примерно 0,001%). Продувку можно осуществить с помощью инертного газа, в том числе, но не ограничиваясь ими, с помощью азота, аргона, гелия или диоксида углерода. Указанные газы могут поступать, например, в результате испарения жидкого источника (например, жидкого азота или гелия), могут быть получены или выделены из воздуха in situ или могут поступать из цистерн. Инертный газ можно рециркулировать и любое количество остаточного кислорода можно удалить с помощью катализатора, такого как слой медного катализатора. Согласно альтернативному варианту реализации изобретения для поддержания низких уровней кислорода можно выполнять комбинации продувки, рециркулирования и удаления кислорода.
[00181] Заключенный в кожух транспортер также можно продувать с применением химически активного газа, который может взаимодействовать с биомассой. Такую продувку можно осуществить перед, во время или после процесса облучения. Химически активный газ может представлять собой, но не ограничиваться ими, закись азота, аммиак, кислород, озон, углеводороды, ароматические соединения, амиды, пероксиды, азиды, галогениды, оксигалогениды, фосфиды, фосфины, арсины, сульфиды, тиолы, бораны и/или гидриды. Химически активный газ можно активировать в оболочке, например, путем облучения (например, с помощью пучка электронов, путем УФ-облучения, микроволнового облучения, нагревания, ИК-облучения) таким образом, чтобы он взаимодействовал с биомассой.
Биомассу саму можно активировать, например, путем облучения. Биомассу предпочтительно активируют пучком электронов с получением радикалов, которые затем взаимодействуют с активированным или неактивированным химически активным газом, например, посредством радикального соединения или гашения.
[00182] Продувочные газы, подаваемые в заключенный в кожух транспортер, также можно охладить, например, ниже примерно 25°С, ниже примерно 0°С, ниже примерно -40°С, ниже примерно -80°С, ниже примерно -120°С. Например, указанный газ можно испарить из сжатого газа, такого как жидкий азот, или сублимировать из твердого диоксида углерода. В качестве альтернативного примера, газ можно охладить с помощью охладителя или можно охладить часть или весь транспортер.
ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00183] Любой материал, способы или обработанные материалы, описанные в настоящей заявке, можно использовать для получения продуктов и/или промежуточных соединений, таких как композиционные материалы, наполнители, связующие вещества, полимерные добавки, адсорбенты и агенты контролируемого высвобождения. Указанные способы могут включать уплотнение, например, путем воздействия на материалы давлением и теплом. Например, композиционные материалы можно получить путем объединения волокнистых материалов со смолой или полимером. Например, смолу, которую можно сшить под действием облучения, например, термопластичную смолу, можно объединить с волокнистым материалом для получения комбинации волокнистый материал/сшиваемая смола. Такие материалы можно, например, использовать в качестве строительных материалов, защитных покрытий, контейнеров и других конструкционных материалов (например, формованных и/или экструдированных продуктов). Поглощающие материалы могут быть, например, в форме гранул, хлопьев, волокон и/или листов. Адсорбенты можно использовать, например, в качестве подстилки для домашних животных, упаковочного материала или в системах контроля загрязнения окружающей среды. Матрицы для контролируемого высвобождения также могут быть в форме, например, гранул, хлопьев, волокон и/или листов. Матрицы для контролируемого
высвобождения можно, например, использовать для высвобождения лекарственных средств, биоцидов, душистых веществ. Например, композиционные материалы, поглощающие материалы и агенты для контролируемого высвобождения и их применение описаны в международной заявке на патент № PCT/US2006/010648, поданной 23 марта 2006 года, и в патенте США № 8,074,910, поданном 22 ноября 2011 года, полное описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки.
[00184] В некоторых случаях материал биомассы обрабатывают на первом уровне для уменьшения сопротивляемости обработке, например, с применением ускоряемых электронов, для селективного высвобождения одного или более Сахаров (например, ксилозы). Затем биомассу можно обработать до второго уровня для высвобождения одного или более других Сахаров (например, глюкозы). В некоторых случаях между обработками биомассу можно высушить. Способы обработки могут включать применение химических и биохимических способов обработки для высвобождения Сахаров. Например, материал биомассы можно обработать до уровня менее примерно 20 Мрад (например, менее примерно 15 Мрад, менее примерно 10 Мрад, менее примерно 5 Мрад, менее примерно 2 Мрад) и затем обработать раствором серной кислоты, содержащей менее 10% серной кислоты (например, менее примерно 9%, менее примерно 8%, менее примерно 7%, менее примерно 6%, менее примерно 5%, менее примерно 4%, менее примерно 3%, менее примерно 2%, менее примерно 1%, менее примерно 0,75%, менее примерно 0,50%, менее примерно 0,25%) для высвобождения ксилозы. Ксилозу, например, которая высвобождается в раствор, можно отделить от твердой фазы и, возможно, твердой фазы, промытой растворителем/раствором (например, водой и/или подкисленной водой). В некоторых случаях твердое вещество можно высушить, например, на воздухе и/или в вакууме, возможно, при нагревании (например, при температуре ниже примерно 150°С, ниже примерно 120°С) до обеспечения содержания воды ниже примерно 25% масс, (ниже примерно 20% масс, ниже примерно 15% масс, ниже примерно 10% масс, ниже примерно 5% масс). Затем твердое вещество можно обработать при уровне менее примерно 30 Мрад (например, менее примерно 25 Мрад, менее примерно 20 Мрад, менее примерно 15 Мрад, менее примерно 10 Мрад, менее примерно 5 Мрад, менее примерно 1 Мрад или даже совсем без обработки) и затем обработать ферментом (например, целлюлазой) для
высвобождения глюкозы. Глюкозу (например, глюкозу в растворе) можно отделить от оставшейся твердой фазы. Затем твердое вещество можно дополнительно обработать, например, использовать для получения энергии/или других продуктов (например, продуктов, полученных из лигнина).
ВКУСОВЫЕ ВЕЩЕСТВА, АРОМАТИЗАТОРЫ И КРАСИТЕЛИ
[00185] Любые из продуктов и/или промежуточных соединений, описанных в настоящей заявке, например, полученные с применением способов, систем и/или оборудования, описанного в настоящем документе, можно объединить с ароматизаторами, душистыми веществами, красителями и/или их смесями. Например, любое одно или более веществ (возможно вместе с ароматизаторами, душистыми веществами и/или красителями), выбранных из Сахаров, органических кислот, топлив, полиолов, таких как сахарные спирты, биомассы, волокон и композиционных материалов можно объединить (например, путем составления смесей, смешивания или химического взаимодействия) с другими продуктами или использовать для получения других продуктов. Например, один или более такой продукт можно использовать для изготовления мыла, детергентов, конфет, напитков (например, колы, вина, пива, настоек, таких как джин или водка, спортивных напитков, кофе, чая), сиропов, лекарственных средств, адгезивов, листов (например, тканых, нетканых, фильтров, тканей) и/или композиционных материалов (например, плит). Например, один или более такой продукт можно объединить с травами, цветами, лепестками, специями, витаминами, ароматическими смесями или свечами. Например, приготовленные, смешанные или прореагировавшие комбинации могут иметь вкусы/ароматы грейпфрута, апельсина, яблока, малины, банана, салата, сельдерея, шоколада, корицы, ванили, мяты перечной, мяты, лука, чеснока, перца, шафрана, имбиря, молока, вина, пива, чая, постной говядины, рыбы, моллюсков, оливкового масла, кокосового жира, свиного жира, молочного жира, говяжьего бульона, бобовых, картофеля, мармелада, ветчины, кофе и сыров.
[00186] Ароматизаторы, душистые вещества и красители можно добавлять в любом количестве, например, от примерно 0,001 % масс, до примерно 30 % масс, например, от примерно 0,01 до примерно 20, от примерно 0,05 до примерно 10 или от примерно 0,1 % масс, до примерно 5 % масс. Их можно приготавливать,
смешивать и/или подвергать реакциям (например, с любым одним или более продуктом или промежуточным соединением, описанным в настоящей заявке) посредством любых способов и в любом порядке или последовательности (например, перемешивать, смешивать, эмульгировать, загущать, диффундировать, нагревать, обрабатывать ультразвуком и/или суспендировать). Можно также использовать наполнители, связующие вещества, эмульгатор, антиокислители, например, белковые гели, крахмалы и кремнезем.
[00187] Согласно одному из вариантов реализации изобретения ароматизаторы, душистые вещества и красители можно добавлять в биомассу непосредственно после облучения биомассы с тем, чтобы реакционноспособные центры, образовавшиеся при облучении, могли взаимодействовать с реакционноспособными совместимыми центрами ароматизаторов, душистых веществ и красителей.
[00188] Ароматизаторы, душистые вещества и красители могут представлять собой природные и/или синтетические материалы. Указанные материалы могут представлять собой одно или более соединение, композицию или их смеси (например, составленную или природную композицию из нескольких соединений). В некоторых случаях ароматизаторы, душистые вещества, антиокислители и красители можно получить биологическим способом, например, в результате процесса ферментации (например, ферментации осахаренных материалов, как описано в настоящей заявке). В качестве альтернативы или дополнительно, указанные ароматизаторы, душистые вещества и красители можно взять из целого организма (например, растения, гриба, животного, бактерий или дрожжей) или из части организма. Организм можно собрать и/или экстрагировать с получением красителя, ароматизаторов, душистых веществ и/или антиокислителя с применением любых средств, включающих применение способов, систем и оборудования, описанных в настоящей заявке, экстракцию горячей водой, сверхкритическую флюидную экстракцию, химическую экстракцию (например, экстракцию растворителем или реакционную экстракцию, в том числе, с применением кислот и оснований), механическую экстракцию (например, прессование, измельчение, фильтрование), применение фермента, применение бактерий, например, для разложения исходного материала, и комбинации указанных способов. Указанные соединения можно получить посредством
химической реакции, например, путем объединения сахара (например, полученного, как описано в настоящей заявке) с аминокислотой (реакция Майяра). Ароматизатор, душистое вещество, антиокислитель и/или краситель может представлять собой промежуточное соединение и/или продукт, полученный с помощью способов, оборудования или систем, описанных в настоящей заявке, например, и сложный эфир и продукт, полученный из лигнина.
[00189] Некоторые примеры ароматизатора, душистых веществ или красителей представляют собой полифенолы. Полифенолы представляют собой пигменты, ответственные за красный, пурпурный и голубой цвета многих фруктов, овощей, злакового зерна и цветов. Полифенолы также могут проявлять антиоксидантные свойства и часто имеют горький вкус. Антиоксидантные свойства делают их важными консервантами. Одним из классов полифенолов являются флавоноиды, так как антоцианидины, флаванонолы, флаван-3-олы, флаваноны и флаванонолы. Другие фенольные соединения, которые можно использовать, включают фенольные кислоты и их сложные эфиры, такие как хлорогеновая кислота и полимерные таннины.
[00190] Из числа красителей можно использовать неорганические соединения, минералы или органические соединения, например, диоксид титана, оксид цинка, оксид алюминия, кадмий желтый (например, CdS), кадмий оранжевый (например, CdS с некоторым добавлением Se), ализариновый красный (например, синтетическую или несинтетическую розовую марену), ультрамарин (например, синтетический ультрамарин, природный ультрамарин, синтетический ультрамарин фиолетовый), кобальт голубой, кобальт желтый, кобальт зеленый, виридиан (например, гидратированный оксид хрома (III)), халькофиллит, конихальцит, корнубит, корнваллит и лироконит. Можно использовать черные пигменты, такие как черный углерод и самодиспергированные черные красители.
[00191] Некоторые ароматизаторы и душистые вещества, которые можно использовать, включают АЦАПЕА TBHQ, АЦЕТ С-6, АПЛИЛ АМИЛ ГЛИКОЛАТ, АЛЬФА ТЕРПИНЕОЛ, АМБРЕТТОЛИД, АМБРИНОЛ 95, АНДРАН, АФЕРМАТ, ЭППЛАЙД, БАКДАНОЛ (ВАС DAN О L(r)), БЕРГАМАЛЬ, БЕТА-ИОНОН ЭПОКСИД, БЕТА-НАФТИЛИЗОБУТИЛОВЫЙ ЭФИР, БИЦИКЛОНОНАЛАКТОН, БОРНАФИКС (BORNAFIX(r)), КАНТОКСАЛ, КАШМЕРАН (CASHMERAN(r)), КАШМЕРАН БАРХАТ
(CASHMERAN(r) VELVET), КАССИФИКС (CASSIFFIX(r)), ЦЕДРАФИКС,
ЦЕДРАМБЕР (CEDRAMBER(r)), ЦЕДРИЛАЦЕТАТ, ЦЕЛЕСТОЛИД, ЦИННАМАЛЬВА,
ЦИТРАЛЬ ДИМЕТИЛАЦЕТАТ, ЦИТРОЛАТ(tm), ЦИТРОНЕЛЛОЛ 700,
ЦИТРОНЕЛЛОЛ 950, ЦИТРОНЕЛЛОЛ КЕР, ЦИТРОНЕЛЛИЛАЦЕТАТ,
ЦИТРОНЕЛЛИЛАЦЕТАТ ЧИСТЫЙ, ЦИТРОНЕЛЛИЛФОРМИАТ, КЛАРИЦЕТ,
КЛОНАЛ, КОНИФЕРАН, КОНИФЕРАН ЧИСТЫЙ, КОРТЕКС АЛЬДЕГИД 50%
ПЕОМОЗА, ЦИКЛАБУТ, ЦИКЛАЦЕТ (CYCLACET(r)), ЦИКЛАПРОП (CYCLAPROP(r)),
ЦИКЛЕМАКС(tm), ЦИКЛОГЕКСИЛЭТИЛАЦЕТАТ, ДАМАСКОЛ, ДЕЛЬТА ДАМАСКОН,
ДИГИДРОЦИКЛАЦЕТ, ДИГИДРОМИРЦЕНОЛ, ДИГИДРОТЕРПИНЕОЛ,
ДИГИДРОТЕРПИНИЛАЦЕТАТ, ДИМЕТИЛЦИКЛОРМОЛ, ДИМЕТИЛОКТАНОЛ PQ, ДИМИРЦЕТОЛ, ДИОЛА, ДИПЕНТЕН, ДУЛЦИНИЛ (DULCINYL(r)) ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗОВАННЫЙ, ЭТИЛ-З-ФЕНИЛГЛИЦИДАТ, ФЛЕРАМОН, ФЛЕРАНИЛ, ФЛОРАЛ СУПЕР, ФЛОРАЛОЗОН, ФЛОРИФФОЛ, ФРАЙСТОН, ФРУКТОН, ГАЛАКСОЛИД (GALAXOLIDE(r)) 50, ГАЛАКСОЛИД (GALAXOLIDE(r)) 50 ВВ, ГАЛАКСОЛИД (GALAXOLIDE(r)) 50 IPM, ГАЛАКСОЛИД (GALAXOLIDE(r)) НЕРАЗБАВЛЕННЫЙ, ГАЛЬБАСКОН, ГЕРАЛЬДЕГИД, ГЕРАНИОЛ 5020, ГЕРАНИОЛ 600 ТИПА, ГЕРАНИОЛ 950, ГЕРАНИОЛ 980 (ЧИСТЫЙ), ГЕРАНИОЛ CFT КЕР, ГЕРАНИОЛ КЕР, ГЕРАНИЛАЦЕТАТ КЕР, ГЕРАНИЛАЦЕТАТ, ЧИСТЫЙ, ГЕРАНИЛФОРМИАТ, ГРИЗАЛЬВА, ГУАИЛ АЦЕТАТ, ГЕЛИОНАЛ(tm), ХЕРБАК, ГЕРБАЛАЙМ(tm), ГЕКСАДЕКАНОЛИД, ГЕКСАЛОН, ГЕКСЕНИЛ САЛИЦИЛАТ ЦИС 3, ГИАЦИНТ БОДИ, ГИАЦИНТ БОДИ № 3, ГИДРАТРОПОВЫЙ АЛЬДЕГИД ДМА, ГИДРОКСИОЛ, ИНДОЛАРОМ, ИНТРЕЛЕВЕН АЛЬДЕГИД, ИНТРЕЛЕВЕН АЛЬДЕГИД СПЕЦИАЛЬНЫЙ, ИОНОН АЛЬФА-, ИОНОН БЕТА, ИЗОЦИКЛОЦИТРАЛЬ, ИЗОЦИКЛОГЕРАНИОЛ, АМБРАЛЮКС (ISO Е SUPER(r)), ИЗОБУТИЛ ХИНОЛИН, ЖАСМАЛЬ, ЖЕССЕМАЛЬ (JESSEMAL(r)), КАРИЗМАЛ (KHARISMAL(r)), КАРИЗМАЛ (KHARISMAL(r)) СУПЕР, КУСИНИЛ, КОАВОН (KOAVONE(r)), КОХИНУЛ (KOHINOOL(r)), ЛИФФАРОМ(tm), ЛИМОКСАЛЬ, ЛИНДЕНОЛ(tm), ЛИРАЛЬ (LYRAL(r)), ЛИРАМ СУПЕР, МАНДАРИН АЛЬД 10% TRI ЕТН, ЦИТР, МАРИТИМА, МСК ЧИНЕЗЕ, МЕЙИФФ(tm), МЕЛАФЛЕР, МЕЛОЗОН, МЕТИЛАНТРАНИЛАТ, МЕТИЛ ИОНОН АЛЬФА ЭКСТРА, МЕТИЛ ИОНОН ГАММА А, МЕТИЛ ИОНОН ГАММА КЕР, МЕТИЛ ИОНОН ГАММА ЧИСТЫЙ, МЕТИЛ ЛАВАНДА КЕТОН, МОНТАВЕРДИ (MONTAVERDI(r)), МУГУЭСИЯ, ЦИТРОНЕЛЛИЛ ОКСИАЦЕТАЛЬДЕГИД 50, MACK Z4, МИРАК АЛЬДЕГИД, МИРЦЕНИЛ АЦЕТАТ, НЕКТАР AT(tm), NEROL 900, НЕРИЛ АЦЕТАТ, ОЦИМЕН, ОКТАЦЕТАЛЬ, АПЕЛЬСИНОВЫХ ЦВЕТОВ ЭФИР, ОРИВОН, ОРРИНИФФ 25%, ОКСАСПИРАН,
ОЗОФЛЕР, ПАМПЛЕФЛЕУР (PAMPLEFLEUR(r)), ПЕОМОЗА, ФЕНОКСАНОЛ (PHENOXANOL(r)), ПИКОНИЯ, ПРЕЦИКЛЕМОН Б, ПРЕНИЛАЦЕТАТ, ПРИЗМАНТОЛ, РЕЗЕДА БОДИ, РОЗАЛЬВА, РОЗАМАСК, САНДЖИНОЛ, САНТАЛИФФ(tm), СИВЕРТАЛЬ, ТЕРПИНЕОЛ, ТЕРПИНОЛЕН 20, ТЕРПИНОЛЕН 90 PQ, ТЕРПИНОЛЕН РЕКТИФИЦИР., ТЕРПИНИЛАЦЕТАТ, ТЕРПИНИЛАЦЕТАТ J АХ, ТЕТРАГИДРО, МУГУОЛ (MUGUOL(r)), ТЕТРАГИДРО МИРЦЕНОЛ, ТЕТРАМЕРАН, ТИМБЕРСИЛК(tm), ТОБАКАРОЛ, ТРИМОФИКС (TRIM О FIX(r)) О ТТ, ТРИПЛАЛЬ (TRIPLAL(r)), ТРИСАМБЕР (TRISAMBER(r)), ВАНОРИС, ВЕРДОКС(tm), ВЕРДОКС(tm) НС, ВЕРТЕНЕКС (VERTENEX(r)), ВЕРТЕНЕКС (VERTENEX(r)) НС, ВЕРТОФИКС (VERTOFIX(r)) КЕР, ВЕРТОЛИФФ, ВЕРТОЛИФФ ИЗО, ВИОЛИФФ, ВИВАЛЬДИ, ЗЕНОЛИД, АБСОЛЮ ИНДИЯ 75 РСТ МИГЛИОЛ, АБСОЛЮ МОРОККО 50 РСТ DPG, АБСОЛЮ МОРОККО 50 РСТ ТЕС, АБСОЛЮ ФРАНЦУЗКИЙ, АБСОЛЮ ИНДИЯ, АБСОЛЮ MD 50 РСТ ВВ, АБСОЛЮ МОРОККО, КОНЦЕНТРАТ PG, НАСТОЙКА 20 РСТ, АМБЕРГРИС, АБСОЛЮ АМБРЕТТА, АМБРЕТОВОЕ МАСЛО, МАСЛО ПОЛЫНИ 70 РСТ ТУЙОН, АБСОЛЮ БАЗИЛИКА ГРАНД ВЕРТ, БАЗИЛИК ГРАНД ВЕРТ АБСОЛЮ MD, БАЗИЛИКОВОЕ МАСЛО ГРАНД ВЕРТ, БАЗИЛИКОВОЕ МАСЛО ВЕРВЕЙНА, БАЗИЛИКОВОЕ МАСЛО ВЬЕТНАМ, ЛАВРОВОЕ МАСЛО БЕСТЕРПЕНОВОЕ, АБСОЛЮ ПЧЕЛИНОГО ВОСКА N G, АБСОЛЮ ПЧЕЛИНОГО ВОСКА, БЕНЗОЙНЫЙ РЕЗИНОИД СИАМ, БЕНЗОЙНЫЙ РЕЗИНОИД СИАМ 50 РСТ DPG, БЕНЗОЙНЫЙ РЕЗИНОИД СИАМ 50 РСТ PG, БЕНЗОЙНЫЙ РЕЗИНОИД СИАМ 70,5 РСТ ТЕС, АБСОЛЮ ПОЧЕК ЧЕРНОЙ СМОРОДИНЫ 65 РСТ PG, АБСОЛЮ ПОЧЕК ЧЕРНОЙ СМОРОДИНЫ MD 37 РСТ ТЕС, АБСОЛЮ ПОЧЕК ЧЕРНОЙ СМОРОДИНЫ МИГЛИОЛ, АБСОЛЮ ПОЧЕК ЧЕРНОЙ СМОРОДИНЫ БУРГУНДСКОЕ, МАСЛО БУА-ДЕ-РОЗ, АБСОЛЮ ОТРУБЕЙ, РЕЗИНОИД ОТРУБЕЙ, АБСОЛЮ-ДРОКА ИТАЛИЯ, КАРДАМОН ГВАТЕМАЛА С02 ЭКСТРАКТ, КАРДАМОННОЕ МАСЛО ГВАТЕМАЛА, КАРДАМОННОЕ МАСЛО ИНДИЯ, СРЕДИННАЯ НОТА МОРКОВИ, АБСОЛЮ МАСЛА КАССИИ ЕГИПЕТ, АБСОЛЮ МАСЛА КАССИИ MD 50 РСТ IPM, АБСОЛЮ КАСТОРЕУМА 90 РСТ ТЕС, АБСОЛЮ КАСТОРЕУМА С 50 РСТ МИГЛИОЛ, АБСОЛЮ КАСТОРЕУМА, РЕЗИНОИД КАСТОРЕУМА, РЕЗИНОИД КАСТОРЕУМА 50 РСТ DPG, ЦЕДРОЛ ЦЕДРЕН, МАСЛО ЦЕДРУС АТЛАНТИКА РЕДИСТ, МАСЛО РИМСКОЙ РОМАШКИ, МАСЛО ДИКОЙ РОМАШКИ, МАСЛО ДИКОЙ РОМАШКИ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ЛИМОНЕНА, МАСЛО ИЗ КОРЫ КОРИЧНОГО ДЕРЕВА ЦЕЙЛАН, АБСОЛЮ ЦИСТА, АБСОЛЮ ЦИСТА БЕСЦВЕТНЫЙ, ЦИТРОНЕЛЛОВОЕ МАСЛО АЗИЯ, НЕ СОДЕРЖАЩЕЕ ЖЕЛЕЗО, АБСОЛЮ ЦИБЕТА 75 РСТ PG,
АБСОЛЮ ЦИБЕТА, НАСТОЙКА ЦИБЕТА 10 РСТ, АБСОЛЮ ФРАНЦУЗКОГО ШАЛФЕЯ МУСКАТНОГО ОБЕСЦВЕЧ., АБСОЛЮ ФРАНЦУЗКОГО ШАЛФЕЯ МУСКАТНОГО, ШАЛФЕЙ МУСКАТЫЙ CLESS 50 РСТ PG, МАСЛО ФРАНЦУЗКОГО ШАЛФЕЯ МУСКАТНОГО, КО ПАЙ С КИЙ БАЛЬЗАМ, МАСЛО КО ПАЙ С КО ГО БАЛЬЗАМА, МАСЛО ИЗ СЕМЯН КОРИАНДРА, КИПАРИСОВОЕ МАСЛО, КИПАРИСОВОЕ МАСЛО ОРГАНИЧЕСКОЕ, МАСЛО ПОЛЫНИ ГОРЬКОЙ, ГАЛЬБАНОЛ, АБСОЛЮ ГАЛЬБАНУМА БЕСЦВЕТНЫЙ, МАСЛО ГАЛЬБАНУМА, РЕЗИНОИД ГАЛЬБАНУМА, РЕЗИНОИД ГАЛЬБАНУМА 50 РСТ DPG, РЕЗИНОИД ГАЛЬБАНУМА ГЕРКОЛУН ВНТ, РЕЗИНОИД ГАЛЬБАНУМА ТЕС ВНТ, АБСОЛЮ GENTIANE MD 20 РСТ ВВ, КОНКРЕТ GENTIANE, АБСОЛЮ ГЕРАНИ ЕГИПЕТ MD, АБСОЛЮ ГЕРАНИ ЕГИПЕТ, ГЕРАНИЕВОЕ МАСЛО КИТАЙ, ГЕРАНИЕВОЕ МАСЛО ЕГИПЕТ, ИМБИРНОЕ МАСЛО 624, ИМБИРНОЕ МАСЛО РЕКТИФИЦИРОВАННОЕ РАСТВОРИМОЕ, СРЕДИННАЯ НОТА ГВАЯКОВОГО ДЕРЕВА, АБСОЛЮ СЕНА MD 50 РСТ ВВ, АБСОЛЮ СЕНА, АБСОЛЮ СЕНА MD 50 РСТ TEC, HEALINGWOOD, ИССОПОВОЕ МАСЛО ОРГАНИЧЕСКОЕ, АБСОЛЮ БЕССМЕРТНИКА ЮГОСЛАВИЯ MD 50 РСТ ТЕС, АБСОЛЮ БЕССМЕРТНИКА ИСПАНИЯ, АБСОЛЮ БЕССМЕРТНИКА ЮГОСЛАВИЯ, АБСОЛЮ ЖАСМИНА ИНДИЯ MD, АБСОЛЮ ЖАСМИНА ЕГИПЕТ, АБСОЛЮ ЖАСМИНА ИНДИЯ, АБСОЛЮ ЖАСМИНА МОРОККО, АБСОЛЮ АРАБСКОГО ЖАСМИНА, АБСОЛЮ ЖОНКИЛИИ MD 20 РСТ ВВ, АБСОЛЮ ЖОНКИЛИИ ФРАНЦИЯ, МОЖЖЕВЕЛОВОЕ МАСЛО FLG, МОЖЖЕВЕЛОВОЕ МАСЛО РЕКТИФИЦИРОВАННОЕ РАСТВОРИМОЕ, РЕЗИНОИД ЛАБДАНУМА 50 РСТ ТЕС, РЕЗИНОИД ЛАБДАНУМА ВВ, РЕЗИНОИД ЛАБДАНУМА MD, РЕЗИНОИД ЛАБДАНУМА MD 50 РСТ ВВ, АБСОЛЮ ЛАВАНДИНА Н, АБСОЛЮ ЛАВАНДИНА MD, ЛАВАНДИНОВОЕ МАСЛО АБРИАЛЬ ОРГАНИЧЕСКОЕ, ЛАВАНДИНОВОЕ МАСЛО ГРОССО ОРГАНИЧЕСКОЕ, ЛАВАНДИНОВОЕ МАСЛО СУПЕР, АБСОЛЮ ЛАВАНДЫ Н, АБСОЛЮ ЛАВАНДЫ MD, ЛАВАНДОВОЕ МАСЛО БЕЗ КУМАРИНА, ЛАВАНДОВОЕ МАСЛО БЕЗ КУМАРИНА ОРГАНИЧЕСКОЕ, ЛАВАНДОВОЕ МАСЛО MAILLETTE ОРГАНИЧЕСКОЕ, ЛАВАНДОВОЕ МАСЛО МТ, АБСОЛЮ МАЦИСА ВВ, МАСЛО ИЗ ЦВЕТКОВ МАГНОЛИИ НИЗКОЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕТИЛОВОГО ЭФИРА ЭВГЕНОЛА, МАСЛО ИЗ ЦВЕТКОВ МАГНОЛИИ, МАСЛО ИЗ ЦВЕТКОВ МАГНОЛИИ MD, МАСЛО ИЗ ЛИСТЬЕВ МАГНОЛИИ, МАНДАРИНОВОЕ МАСЛО MD, МАНДАРИНОВОЕ МАСЛО MD ВНТ, АБСОЛЮ МАТЕ ВВ, АБСОЛЮ ДРЕВЕСНОГО МХА MD ТЕХ IFRA 43, АБСОЛЮ ДУБОВОГО МХА MD TEC IFRA 43, АБСОЛЮ ДУБОВОГО МХА IFRA 43, АБСОЛЮ ДРЕВЕСНОГО МХА MD IPM IFRA 43,
РЕЗИНОИД МИРРЫ ВВ, РЕЗИНОИД МИРРЫ MD, РЕЗИНОИД МИРРЫ ТЕС, МИРТОВОЕ МАСЛО, НЕ СОДЕРЖАЩЕЕ ЖЕЛЕЗО, МИРТОВОЕ МАСЛО ТУНИС РЕКТИФИЦИРОВАННОЕ, АБСОЛЮ НАРЦИССА MD 20 РСТ ВВ, АБСОЛЮ НАРЦИССА ФРАНЦУЗКОГО, НЕРОЛИЕВОЕ МАСЛО ТУНИС, МАСЛО МУСКАТНОГО ОРЕХА БЕСТЕРПЕНОВОЕ, АБСОЛЮ OEILLET, РЕЗИНОИД ОЛИБАНУМА, РЕЗИНОИД ОЛИБАНУМА ВВ, РЕЗИНОИД ОЛИБАНУМА DPG, РЕЗИНОИД ОЛИБАНУМА ЭКСТРА 50 РСТ DPG, РЕЗИНОИД ОЛИБАНУМА MD, РЕЗИНОИД ОЛИБАНУМА MD 50 РСТ DPG, РЕЗИНОИД ОЛИБАНУМА ТЕС, РЕЗИНОИД ОПОПОНАКСА ТЕС, ОРАНЖЕВОЕ ПОМЕРАНЦЕВОЕ МАСЛО MD ВНТ, ОРАНЖЕВОЕ ПОМЕРАНЦЕВОЕ МАСЛО MD SCFC, АБСОЛЮ ЦВЕТКА АПЕЛЬСИНОВОГО ДЕРЕВА ТУНИС, ВОДНОЕ АБСОЛЮ ЦВЕТКА АПЕЛЬСИНОВОГО ДЕРЕВА ТУНИС, АБСОЛЮ ИЗ ЛИСТЬЕВ АПЕЛЬСИНОВОГО ДЕРЕВА, ВОДНОЕ АБСОЛЮ ИЗ ЛИСТЬЕВ АПЕЛЬСИНОВОГО ДЕРЕВА ТУНИС, АБСОЛЮ ФИАЛКОВОГО КОРНЯ ИТАЛИЯ, КОНКРЕТ ФИАЛКОВОГО КОРНЯ 15 РСТ ИРОН, КОНКРЕТ ФИАЛКОВОГО КОРНЯ 8 РСТ ИРОН, ФИАЛКОВЫЙ КОРЕНЬ ПРИРОДНЫЙ 15 РСТ ИРОН 4095С, ФИАЛКОВЫЙ КОРЕНЬ ПРИРОДНЫЙ 8 РСТ ИРОН 2942С, РЕЗИНОИД ФИАЛКОВОГО КОРНЯ, АБСОЛЮ ОСМАНТУСА, АБСОЛЮ ОСМАНТУСА MD 50 РСТ ВВ, СРЕДИННАЯ НОТА ПАЧУЛИ №3, ПАЧУЛЕВОЕ МАСЛО ИНДОНЕЗИЯ, ПАЧУЛЕВОЕ МАСЛО ИНДОНЕЗИЯ, НЕ СОДЕРЖАЩЕЕ ЖЕЛЕЗО, ПАЧУЛЕВОЕ МАСЛО ИНДОНЕЗИЯ MD, ПАЧУЛЕВОЕ МАСЛО БИДИСТИЛЛИРОВАННОЕ, СРЕДИННАЯ НОТА МЯТЫ БОЛОТНОЙ, АБСОЛЮ МЯТЫ ПЕРЕЧНОЙ MD, ПЕТИГРЕНЕВОЕ ПОМЕРАНЦЕВОЕ МАСЛО ТУНИС, ПЕТИГРЕНЕВОЕ ЛИМОННОЕ МАСЛО, ПЕТИГРЕНЕВОЕ МАСЛО ПАРАГВАЙ БЕСТЕРПЕНОВОЕ, ПЕТИГРЕНЕВОЕ МАСЛО БЕСТЕРПЕНОВОЕ STAB, МАСЛО ИЗ ЯГОД ДУШИСТОГО ПЕРЦА, МАСЛО ИЗ ЛИСТЬЕВ ДУШИСТОГО ПЕРЦА, РОДИНОЛ ЭКСТРАКТ ИЗ ГЕРАНИ КИТАЙ, АБСОЛЮ БОЛГАРСКОЙ РОЗЫ НИЗКОЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕТИЛОВОГО ЭФИРА ЭВГЕНОЛА, АБСОЛЮ РОЗЫ МОРОККО НИЗКОЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕТИЛОВОГО ЭФИРА ЭВГЕНОЛА, АБСОЛЮ ТУРЕЦКОЙ РОЗЫ НИЗКОЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕТИЛОВОГО ЭФИРА ЭВГЕНОЛА, АБСОЛЮ РОЗЫ, АБСОЛЮ БОЛГАРСКОЙ РОЗЫ, АБСОЛЮ ДАМАССКОЙ РОЗЫ, АБСОЛЮ РОЗЫ MD, АБСОЛЮ РОЗЫ МОРОККО, АБСОЛЮ ТУРЕЦКОЙ РОЗЫ, РОЗОВОЕ МАСЛО БОЛГАРСКОЕ, РОЗОВОЕ МАСЛО ДАМАССКОЕ НИЗКОЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕТИЛОВОГО ЭФИРА ЭВГЕНОЛА, РОЗОВОЕ МАСЛО ТУРЕЦКОЕ, РОЗМАРИНОВОЕ МАСЛО КАМФОРА ОРГАНИЧЕСКОЕ, РОЗМАРИНОВОЕ МАСЛО ТУНИС, САНДАЛОВОЕ МАСЛО
ИНДИЯ, САНДАЛОВОЕ МАСЛО ИНДИЯ РЕКТИФИЦИРОВАННОЕ, САНТАЛОЛ, МАСЛО SCHINUS MOLLE, НАСТОЙКА РОЖКОВОГО ДЕРЕВА 10 РСТ, РЕЗИНОИД СТИРАКСА, РЕЗИНОИД СТИРАКСА, МАСЛО БАРХАТЦЕВ, СРЕДИННАЯ НОТА ЧАЙНОГО ДЕРЕВА, АБСОЛЮ ДИПТЕРИКСА 50 РСТ РАСТВОРИТЕЛИ, АБСОЛЮ ДИПТЕРИКСА, АБСОЛЮ ТУБЕРОЗЫ ИНДИЯ, СРЕДИННАЯ НОТА ВЕТИВЕРА ЭКСТРА, ВЕТИВЕРОВОЕ МАСЛО ГАИТИ, ВЕТИВЕРОВОЕ МАСЛО ГАИТИ MD, ВЕТИВЕРОВОЕ МАСЛО ЯВА, ВЕТИВЕРОВОЕ МАСЛО ЯВА MD, АБСОЛЮ ИЗ ЛИСТЬЕВ ФИАЛКИ ЕГИПЕТ, АБСОЛЮ ИЗ ЛИСТЬЕВ ФИАЛКИ ЕГИПЕТ ОБЕСЦВЕЧ., АБСОЛЮ ИЗ ЛИСТЬЕВ ФРАНЦУЗКОЙ ФИАЛКИ, АБСОЛЮ ИЗ ЛИСТЬЕВ ФИАЛКИ MD 50 РСТ ВВ, МАСЛО ПОЛЫНИ БЕСТЕРПЕНОВОЕ, ЭКСТРА МАСЛО ИЛАНГА, МАСЛО ИЛАНГА III и комбинации указанных соединений.
[00192] Красящие вещества можно обнаружить среди веществ, перечисленных в списке международных цветовых индексов, разработанном Обществом красильщиков и колористов. Красящие вещества включают красители и пигменты, а также те вещества, которые обычно применяют для окрашивания текстильных изделий, красок, чернил и красок для струйных принтеров. Некоторые красящие вещества, которые можно использовать, включают каротиноиды, арилиды желтые, диарилиды желтые, 13> -нафтолы, нафтолы, бензимидазолоны, конденсационные дисазопигменты, пиразолоны, никель азо-желтый, фталоцианины, хинакридоны, перилены и периноны, изоиндолинон и изоиндолиновые пигменты, триарилкарбониевые пигменты, дикетопирроло-пирролевые пигменты, тиоиндигоидные пигменты. Картеноиды включают, например, альфа-каротен, бета-каротен, гамма-каротен, ликопин, лютеин и экстракт астаксантин аннатто, дегидратированную свеклу (свекольный порошок), кантаксантин, карамель, З-апо-8'- каротенал, экстракт кошенили, кармин, натрий медный хлорофиллин, темную частично обезжиренную варенную хлопковую муку, глюконат железа, молочнокислое железо, экстракт красящих веществ из винограда, экстракт кожицы винограда (enocianina), масло из моркови, паприку, паприку олеосмола, перламутровые пигменты на основе слюды, рибофлавин, шафран, диоксид титана, экстракт ликопина из томатов; концентрат ликопина из томатов, куркуму, куркуму олеосмола, FD &C Голубой № 1, FD &C Голубой № 2, FD &C Зеленый № 3, Оранжевый В, Красный Цитрусовый № 2, FD &C Красный № 3, FD &C Красный № 40, FD &C Желтый № 5, FD &C Желтый № 6, Глинозем (сухой гидроксид алюминия), карбонат кальция, калий натрий медный хлорофиллин
(комплекс хлорофиллин-медь), дигидроксиацетон, оксихлорид висмут, железо-
аммонийный ферроцианид, ферроцианид двухвалентного железа, гидроксид
хрома зеленый, оксиды хрома зеленые, гуанин, пирофиллит, тальк, алюминиевую
пудру, бронзовую пудру, медную пудру, оксид цинка, D &C Голубой № 4, D &C
Зеленый № 5, D &C Зеленый № 6, D &C Зеленый № 8, D &C Оранжевый № 4, D &C
Оранжевый № 5, D &C Оранжевый № 10, D &C Оранжевый № 11, FD &C Красный №
4, D &C Красный № 6, D &C Красный № 7, D &C Красный № 17, D &C Красный № 21,
D &C Красный № 22, D &C Красный № 27, D &C Красный № 28, D &C Красный № 30,
D &C Красный № 31, D &C Красный № 33, D &C Красный № 34, D &C Красный № 36,
D &C Красный № 39, D &C Фиолетовый № 2, D &C Желтый № 7, экстракт D &C
Желтый № 7, D &C Желтый № 8, D &C Желтый № 10, D &C Желтый № 11, D &C
Черный № 2, D &C Черный № 3 (3), D &C Коричневый № 1, экстракт D &C, хром-
кобальт-алюминий оксид, железо-аммонийный цитрат, пирогаллол, кампешевый
экстракт, сополимеры 1,4-бис[(2-гидрокси-этил)амино]-9,10-антрацендион-бис(2-
пропенового) сложного эфира, сополимеры 1,4-бис [(2-метилфенил)амино] -9,10-
антрацендиона, сополимеры 1,4-бис[4-(2-метакрилоксиэтил)
фениламино]антрахинона, карбазол фиолетовый, комплекс хлорофиллин-медь,
хром-кобальт-алюминий оксид, C.I. Vat Оранжевый 1, 2-[[2,5-диэтокси-4-[(4-
метилфенил)тиол]фенил]азо]-1,3,5-бензолтриол, 16,23-дигидродинафто[2,3-а:2',3'-
^нафт [2',3':6,7] индоло[2,3-с]карбазол-5,10,15,17,22,24-гексон, М,1\Г-(9,10-дигидро-
9,10-диоксо-1,5-антрацендиил)бис-бензамид, 7,16-дихлор- 6,15-дигидро- 5,9,14,18-
антразинететрон, 16,17-диметоксидинафто(1,2,3-cd:3',2', 1 Чт)перилен-5,10-дион,
сополимеры (3) поли(гидроксиэтил метакрилатого) красителя, Активный Черный 5,
Активный Голубой 21, Активный Оранжевый 78, Активный Желтый 15, Активный
Голубой № 19, Активный Голубой № 4, C.I. Активный Красный 11, C.I. Активный
Желтый 86, C.I. Активный Голубой 163, C.I. Активный Красный 180, 4-[(2,4-
диметилфенил)азо]- 2,4-дигидро-5-метил-2-фенил- ЗН-пиразол-З-он
(растворитель Желтый 18), 6-этокси-2- (6-этокси-3-оксобензо[Ь]тиен-2(ЗН)-илиден) бензо[Ь]тиофен-3(2Н)-он, Фталоцианин зеленый, красящие продукты реакции виниловый спирт/метилметакрилат, C.I. Активный Красный 180, C.I. Активный Черный 5, C.I. Активный Оранжевый 78, C.I. Активный Желтый 15, C.I. Активный Голубой 21, диатрия 1-амино-4-[[4-[(2-бром-1-оксоаллил)амино]-2-сульфонатофенил]амино]-9,10-дигидро-9,10-диоксоантрацен-2-сульфонат (Активный Голубой 69), D &C Голубой № 9, [фталоцианинато(2-)] медь и их смеси.
[00193] Отличные от тех, что приведены в примерах в настоящей заявке, или если явно не указано специально, все численные диапазоны, количества, величины и проценты, такие как те, которые выражают количества материалов, элементарные составы, время и температуры реакции, соотношения количеств и другие параметры, в следующей части описания изобретения и прилагаемой формуле изобретения следует понимать, как если бы им предшествовало слово "примерно", даже если термин "примерно" может в явной форме не стоять рядом с указанной величиной, количеством или диапазоном. Соответственно, если не указано иное, численные параметры, приведенные в следующем описании изобретения и прилагаемой формуле изобретения, являются приближенными значениями, которые могут меняться в зависимости от требуемых искомых свойств, которые предполагают обеспечить с помощью настоящего изобретения. По меньшей мере и не в качестве попытки ограничить применение доктрины эквивалентов объемом формулы изобретения, каждый численный параметр должен по меньшей мере рассматриваться в свете количества приведенных значащих цифр и с применением обычных методов округления.
[00194] Несмотря на то, что численные диапазоны и параметры, определяющие широкий объем изобретения, являются приближениями величинами, численные значения, приведенные в конкретных примерах, указаны как можно точнее. Однако любое численное значение по природе содержит ошибку, обязательно возникающую в результате стандартного отклонения, обнаруживаемого в лежащих в ее основе соответствующих экспериментальных измерениях. Кроме того, когда в настоящей заявке приводят численные диапазоны, указанные диапазоны включают конечные точки приведенных диапазонов (например, можно использовать конечные точки). При применении в настоящей заявке процентного содержания по массе, численные величины приведены относительно суммарной массы.
[00195] Кроме того, следует понимать, что любой численный диапазон, приведенный в настоящем документе, предполагает включение всех входящих в него поддиапазонов. Например, подразумевают, что диапазон "от 1 до 10" включает все поддиапазоны между (и в том числе) приведенным минимальным значением 1 и приведенным максимальным значением 10, то есть, включает минимальное значение равное 1 или больше 1 и максимальное значение равное
10 или меньше 10. Подразумевают, что термин "один" и существительные в единственном числе, применяемые в настоящей заявке, включают "по меньшей мере один" или "один или более", если не указано иное.
[00196] Любой патент, публикация или другой описанный материал, в целом или частично, который, как указано, включен в настоящую заявку посредством ссылки, включен в настоящий документ только в той степени, в какой включенный материал не противоречит существующим определениям, утверждениям или другому раскрывающему сущность изобретения материалу, описанному в настоящей заявке. По существу и в необходимой степени, описание, ясно изложенное в настоящей заявке, заменяет любой противоречащий материал, включенный в настоящий документ посредством ссылки. Любой материал или его часть, который, как указано, включен в настоящий документ посредством ссылки, но который противоречит существующим определениям, утверждениям или другому раскрывающему сущность изобретения материалу, описанному в настоящем документе, будет включен только в той степени, которая не вызывает противоречия между указанным включенным материалом и существующим материалом, раскрывающим сущность изобретения.
[00197] Несмотря на то, что настоящее изобретение было подробно показано и описано со ссылками на предпочтительные варианты его реализации, специалистам в данной области техники будет понятно, что в нем могут быть сделаны различные изменения в форме и деталях без отступления от сущности и объема настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Обрабатывающая установка, содержащая: камеру, имеющую стены, потолок и основание; и
расположенную внутри камеры систему для перемещения материала, выполненную с возможностью перемещения биомассы под пучком электронов.
2. Установка по п. 1, в которой каждая из стен содержит множество отдельных блоков.
3. Установка по п.п. 1 или 2, в которой потолок содержит множество отдельных блоков.
4. Установка по любому из п.п. 1-3, в которой камера имеет изменяемую конфигурацию.
5. Установка по любому из п.п. 1-4, дополнительно содержащая электронное облучающее устройство, поддерживаемое потолком камеры и расположенное с возможностью облучения биомассы, перемещаемой системой для перемещения.
6. Установка по п. 5, в которой облучающее устройство имеет вес по меньшей мере 5 тонн.
7. Установка по п. 5, в которой облучающее устройство имеет вес по меньшей мере 10 тонн.
8. Установка по п. 5, в которой облучающее устройство имеет вес примерно между 5 тоннами и примерно 20 тоннами.
9. Установка по любому из п.п. 1-8, в которой основание содержит бетонную плиту.
10. Установка по любому из п.п. 1-9, в которой стены содержат взаимосвязанные блоки.
11. Установка по любому из п.п. 1-10, в которой стены поддерживают систему двутавровых балок, и система двутавровых балок поддерживает потолочные панели.
12. Установка по любому из п.п. 1-11, в которой стены, потолок и основание имеют толщину по меньшей мере примерно 4 фута (1,219 м).
13. Установка по любому из п.п. 1-12, в которой стены, потолок и основание имеют толщину по меньшей мере примерно 5 футов (1,524 м).
14. Установка по любому из п.п. 1-13, в которой стены, потолок и основание имеют толщину примерно между 5 футами (1,524 м) и примерно 10 футами (3,048 м).
15. Установка по любому из п.п. 1-14, в которой стены, потолок и основание содержат бетон, который выбран из группы, состоящей из обычного бетона, высокоплотного бетона, предварительно растянутого бетона, свинецсодержащего бетона, содержащего арматуру бетона и комбинаций вышеперечисленного.
16. Установка по любому из п.п. 1-15, в которой камера дополнительно содержит по существу непрозрачную для излучения дверь.
17. Установка по п. 16, в которой дверь содержит стальную внутреннюю часть в контакте с передним и задним слоями, содержащими свинец.
18. Установка по любому из п.п. 1-17, дополнительно содержащая отверстие для непрерывной доставки биомассы в камеру и к транспортеру и отверстия для непрерывного замкнутого транспортера для непрерывного удаления биомассы с транспортера и из камеры.
19. Способ обработки материала биомассы, согласно которому:
облучают лигноцеллюлозную биомассу пучком электронов в камере, имеющей основание, стены и потолок,
причём каждая из стен содержит множество отдельных блоков.
20. Способ по п. 19, согласно которому потолок содержит множество отдельных блоков.
21. Способ по п. 20, согласно которому стены поддерживают систему двутавровых балок, и указанная система двутавровых балок поддерживает потолок.
22. Способ по любому из п.п. 19-21, согласно которому стены содержат взаимосвязанные блоки.
23. Способ по любому из п.п. 19-22, согласно которому стены, потолок и основание включают бетон, который выбран из группы, состоящей из обычного бетона, высокоплотного бетона, предварительно растянутого бетона, свинецсодержащего бетона, содержащего арматуру бетона и комбинаций вышеперечисленного.
24. Способ по любому из п.п. 19-23, согласно которому камера имеет изменяемую конфигурацию, и
способ включает изменение конфигурации камеры после облучения биомассы и облучение второй биомассы в камере с измененной конфигурацией.
25. Способ по любому из п.п. 19-24, согласно которому лигноцеллюлозный материал находится в форме древесины или слоистого материала.
26. Способ по любому из п.п. 19-24, согласно которому лигноцеллюлозный материал выбран из группы, состоящей из древесины, прессованной древесины, древесных опилок, сельскохозяйственных отходов, сточных вод, силоса, трав, рисовой шелухи, сухих измельченных волокон, хлопка, джута, конопли, льна, бамбука, сизаля, абаки, соломы, стержней кукурузных початков, кукурузной соломы, проса прутьевидного, люцерны, сена, волокон кокоса, водорослей, морских водорослей и их смесей.
27. Способ по любому из п.п. 19-26, согласно которому транспортер содержит вибрационный транспортер.
25.
25.
25.
25.
25.
25.
25.
25.
1/8
2/8
3/8
ФигЗ
112
4/8
Фиг4А
5/8
Фиг4В
6/8
Фиг4С
7/8
Фиг 5А
8/8